ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

«ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ»

(ФГУП «ВНИИМС»)

ГОССТАНДАРТА РОССИИ

ТИПОВАЯ МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
(ОПРЕДЕЛЕНИЯ) КОЛИЧЕСТВА ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ
ПОТРЕБИТЕЛЯМИ НА ТЕРРИТОРИИ РФ

Зарегистрирована в Федеральном реестре методик выполнения измерений под №
ФР.1.29.2002.00690

МОСКВА
2002

РАЗРАБОТАНА ФГУП «ВНИИМС»

ИСПОЛНИТЕЛИ: Б.М. Беляев

А.И. Вересков (рук. темы)

УТВЕРЖДЕНА ФГУП «ВНИИМС» 09.12.2002 г.

ЗАРЕГИСТРИРОВАНА ФГУП «ВНИИМС» 09.12. 2002 г.

ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ

ТИПОВАЯ МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
(ОПРЕДЕЛЕНИЯ) КОЛИЧЕСТВА ПРИРОДНОГО ГАЗА ДЛЯ
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕБАЛАНСА МЕЖДУ ПОСТАВЩИКАМИ И
ПОТРЕБИТЕЛЯМИ НА ТЕРРИТОРИИ РФ

Методика разработана с учетом требований ГОСТ Р 8.563-96 ГСИ. Методики выполнения измерений, МИ 2525-99 «ГСИ. Рекомендации по метрологии, утверждаемые Государственными научными метрологическими центрами Госстандарта России», «Правил поставки газа в РФ», утвержденных Правительством РФ 5 февраля 1998 г. под № , «Правил учета газа », зарегистрированных в Минюсте России 15 ноября 1996 г. под № 1198.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Настоящая методика устанавливает порядок выполнения измерений (определения) количества природного газа для распределения небаланса между поставщиками и потребителями на территории РФ с помощью программы «Баланс природного газа».

2. МЕТОД ИЗМЕРЕНИЙ

Для выполнения измерений (определения) количества природного газа при распределении небаланса проводят статистическую обработку исходных данных:

2.1.1. Определяют структуру связей в системе «поставщики-потребители».

2.1.1.1. Определяют общее число n поставщиков и потребителей (далее - участников учетной операции или участников). Каждому участнику присваивают его индивидуальный номер, который может принимать значение от 1 до n.

2.1.1.2. Определяют общее число m пунктов передачи газа (далее - пунктов) и присваивают им номера от 1 до m.

2.2. Порядок измерений (определения) значений количества газа при учетных операциях (далее - учетных значений).

Определение учетных значений проводят в соответствии с методом статистического анализа данных, изложенном в приложении . Решение задачи определения учетных значений носит алгоритмический характер и реализуется с помощью программы «Баланс природного газа», разработанной ФГУП «ВНИИМС». Алгоритм расчета учетных значений приведен в приложении . Все расчеты по методике проводят с помощью программы в автоматическом режиме.

2.2.1. Данные, перечисленные в п. , обрабатывают с помощью программы «Баланс природного газа» по одному из вариантов п. . В результате получают:

2.2.1.2. Корректирующие значения к исходным результатам измерений, равные разности учетного и измеренного значений.

2.2.1.3. Значение небаланса исходных результатов измерений в каждом пункте, равное разности между суммой измерений поставщиков и суммой измерений потребителей в этом пункте (далее - исходный небаланс в пункте).

2.4.1. Выбор одного из вариантов решения по п. (оба варианта реализованы в программе) предоставлен пользователю методики. При этом руководствуются следующими соображениями.

Учетные значения uj, определенные по п. . отличаются от исходных результатов измерений vj не более чем на величину предела допускаемой абсолютной погрешности ∆j. Такое условие введено потому, что его нарушение может вызвать несогласие участников учетной операции. В этом варианте распределение небаланса может оказаться либо полным, либо неполным - в зависимости от конкретных числовых значений исходных данных.

В связи с этим предусмотрен второй вариант решения задачи - по п. . Небаланс распределен полностью, при этом условие ограниченной коррекции может оказаться выполненным либо нарушенным.

2.4.2. Наилучшим вариантом решения задачи является равенство нулю остаточного небаланса при ограниченной коррекции исходных результатов измерений. Для исследования такой возможности программой проводится анализ исходных данных. Получают

3.2. Математическое обеспечение учитывает специальный вид и структуру данных конкретных задач. Структура связей в системе «поставщики-потребители» должна быть задана заказчиком программного обеспечения в виде схемы (рисунка) и таблицы и согласована с разработчиком. Пример задания структуры связей см. в приложениях , .

3.3. Предусмотрена возможность выбора значения управляющего параметра р (см. приложение , п. ), который влияет на решение задачи следующим образом: его значение определяет, будет ли небаланс распределен в большей степени между участниками учетной операции, на долю которых приходятся большие количества, либо его распределение будет более равномерным между всеми участниками. Исходя из этого, выбирают наиболее подходящее значение параметра в диапазоне, указанном в п. . Возможны следующие варианты.

3.3.1. При разработке программы выбирают и фиксируют определенное значение параметра.

3.3.2. Используют результаты анализа данных и рекомендацию по выбору значения р, полученные программой. Проводят проверку статистической гипотезы о соответствии погрешностей результатов измерений нормальному распределению (проверка выполняется программой в автоматическом режиме). В случае принятия гипотезы рекомендовано значение р = 2.

3.3.4. Последовательность действий, сформулированная в п. , реализуется программой в автоматическом режиме.

3.4. Предусмотрена возможность фиксирования исходных измеренных (или определенных по нормам потребления) значений количества газа для некоторых из участников. Эти значения включают в состав исходных данных, но не корректируют (это означает, что учетные значения равны значениям в исходных данных, которые используются для расчета величины небаланса и остаются неизменными в процессе решения задачи). При расчетах по программе указанная возможность может быть реализована по отношению к любому из участников, в частности, при отпуске газа бытовым потребителям.

4.4. При измерениях счетчиками газа без температурной компенсации по ГОСТ Р 50818-95 «Счетчики газа объемные диафрагменные» применяют поправочные коэффициенты для приведения к стандартным условиям измеренного объема газа в соответствии с МИ 2721 -2002 «Типовая методика выполнения измерений мембранными счетчиками газа без температурной компенсации».

4.5. Условия измерений. При выполнении измерений соблюдают следующие условия.

4.5.1. Рабочий газ - природный газ - по ГОСТ 5542-87 «Газы горючие природные для промышленного и коммунально-бытового назначения».

4.5.2. Условия эксплуатации: паспортные данные средства измерений соответствуют реальным условиям эксплуатации для данного региона.

4.6. Обработка результатов измерений.

4.6.1. Для получения учетных значений, корректирующих значений (равных разности учетного и измеренного значений), коэффициентов коррекции к результатам измерений (равных отношению учетного значения к измеренному), данные, перечисленные в п. , обрабатывают по методу, описанному в разделе .

4.6.2. Расчет проводят по программе «Баланс природного газа».

4.6.3. Учетные значения количества газа, коэффициенты коррекции к результатам измерений рассчитывают и применяют эксплуатационные организации газораспределительной системы.

4.6.4. Пример расчета учетных значений, корректирующих значений, коэффициентов коррекции к результатам измерений показан в приложении .

4.7. Оформление результатов измерений и расчета учетных значений.

4.7.2. Информацию, перечисленную в п. , хранят в компьютерной базе данных эксплуатационных организаций газораспределительной системы.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Пример расчета основан на программе «Баланс природного газа», разработанной ФГУП «ВНИИМС».

Требуется определить учетные значения и распределить небаланс количества газа по результатам измерений за отчетный период в системе «поставщики-потребители» со структурой связей, показанной на рисунке в приложении . На схеме изображены 10 участников учетной операции и 3 пункта передачи газа. В распределении небаланса задействованы все участники. В примере принята нумерация участников, показанная на рисунке .

Исходные числовые данные измерений vj (м3) и пределов погрешностей ∆j следующие:

	Измеренное значение	Предел погрешности
	Измеренное значение

В соответствии с данной схемой и правилом п. формируют таблицу . Первая строка соответствует первому пункту. В первую и вторую позиции первой строки помещают 1, т.к. этим позициям соответствуют поставщики, в третью, четвертую и пятую помещают -1, т.к. этим позициям соответствуют потребители, в остальные позиции первой строки помещают 0, поскольку участники с номерами 6 - 10 не имеют отношения к первому пункту. Строки, соответствующие второму и третьему пунктам, заполняют аналогично. Получают таблицу .:




										Рис. Б.1. Обозначения: (1), (2) - поставщики; (3), (4) - промежуточные участники учетной операции, являющиеся одновременно поставщиками и потребителями; (5) - (10) - потребители; две горизонтальные черты - пункты передачи газа. ПРИЛОЖЕНИЕ В В.1. Алгоритм основан на методе статистического анализа данных при наличии ограничений на переменные. Определенные по данному методу учетные значения, полученные в результате коррекции исходных измеренных значений, являются оценками истинных значений количества газа. Метод решения задачи соответствует статистическому методу оценки параметров, который позволяет получать как традиционные, так и робастные оценки (т.е. устойчивые по отношению к грубым промахам в данных и отклонениям от нормального закона). Целесообразность использования робастных методов анализа данных для определения учетных значений обусловлена нередко встречающимися на практике грубыми промахами в данных, вследствие которых возникают большие значения небаланса. Возможные причины этого явления перечислены в примечании к п. . Аu - вектор (размерности m) остаточного небаланса учетных значений, рассчитанный как произведение матрицы А на вектор u (i-я компонента вектора Аu равна разности между суммой учетных значений поставщиков и суммой учетных значений потребителей в i-м пункте). В соответствии с теорией математической статистики значение р в () следует выбирать в зависимости от вида распределения погрешностей измерений. В частности, при нормальном законе распределения, оценки с оптимальными статистическими свойствами получают при р = 2 по методу наименьших квадратов. При отклонениях от нормального закона рекомендованы значения 1 ≤ р < 2. В.3. Алгоритм расчета учетных значений по методу п. основан на итерационной процедуре, на каждом шаге которой определяют вектор приближенных значений , где q - номер итерации. U = (u1, ..., un) определяют в результате решения оптимизационной задачиВ.4). Вектор приближенных значений определяют так, чтобы значение левой части () на текущей итерации было меньше соответствующего значения на предыдущей итерации. B.6. Корректирующие значения к исходным результатам измерений рассчитывают по формуле uj - vj, j = 1, ..., n. (B.6) B.7. Вектор (размерности m) исходного небаланса (небаланса исходных результатов измерений) рассчитывают по формуле (i-я компонента вектора равна разности между суммой измерений поставщиков и суммой измерений потребителей в i-м пункте). B.8. Вектор (размерности m) остаточного небаланса (небаланса учетных значений) рассчитывают по формуле d° = Аu (В.8) (i-я компонента вектора равна разности между суммой учетных значений поставщиков и суммой учетных значений потребителей в i-м пункте). Условие полного распределения небаланса: Аu = 0. B.9. Вектор (размерности m) - предел допускаемого исходного небаланса рассчитывают по формуле где \|А\| - матрица, элементы которой равны абсолютным значениям соответствующих элементов матрицы А (i-я компонента вектора dn равна сумме пределов допускаемых абсолютных погрешностей измерений участников в i-м пункте).

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
«ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ»
(ФГУП ВНИИМС)
ГОССТАНДАРТА РОССИИ

Государственная система обеспечения единства измерений.

Объем и масса нефти и нефтепродуктов.
Методика оценки точности измерений (определения)
количества нефти и нефтепродуктов при распределении
небаланса между поставщиками и потребителями в
ОАО «ЛУКОЙЛ»

МИ 2772-2002

Москва
2002

РАЗРАБОТАНА	ФГУП ВНИИМС
ИСПОЛНИТЕЛИ	Б.М. Беляев Ю.А. Богданов (рук. темы) А.И. Вересков
УТВЕРЖДЕНА
ЗАРЕГИСТРИРОВАНА
ВВЕДЕНА	ВПЕРВЫЕ

1. Введение

1.1. Настоящая рекомендация распространяется на объем и массу нефти и нефтепродуктов и устанавливает методику оценки точности измерений (определения) количества нефти и нефтепродуктов при распределении небаланса между поставщиками и потребителями в ОАО «ЛУКОЙЛ».

1.2. Исходные положения, принятые при решении задачи распределения небаланса, и особенности её постановки приведены в приложении .

1.3. Рекомендация разработана с учетом требований МИ 2525-99 «ГСИ. Рекомендации по метрологии, утверждаемые Государственными научными метрологическими центрами Госстандарта России».

2. Классификация систем передачи и распределения продукта

К типовым системам «поставщики-потребители (получатели)», применяемым в практике , отнесены следующие:

2.1. Простейшая система «один поставщик, один получатель» представлена схемой 1 на рис. . Этот случай соответствует, например, отпуску нефти в танкер, когда количество измеряют дважды - вначале береговыми узлами учета, затем судовыми средствами измерений.

Рисунок 1

Схемы связей в системах «поставщики-потребители». Обозначения: () - участники учетной операции; двумя горизонтальными чертами обозначены пункты передачи продукта; двойными вертикальными - направления передачи продукта с выполнением измерений его количества (на схеме 3 прямоугольником обозначен промежуточный участник учетной операции)

2.2. Система «один поставщик, несколько получателей» представленная схемой 2 на рис. , реализуется при передаче нефти по нефтепроводу. Отпускаемое количество измеряют узлом учета, затем части этого количества измеряют получатели.

2.3. Система «несколько поставщиков, несколько получателей» представлена схемой 3 на рис. . Примером служит работа нефтебазы.

2.4. Система с достаточно общей структурой связей представлена схемой 4 на рис. . Например, это может быть система транспортировки и поставки нефти от исходных поставщиков к конечным потребителям через промежуточные звенья.

Схема 4 наглядно демонстрирует возможное многообразие связей в системах «поставщики-потребители». Вторая из рассмотренных систем является частным случаем четвертой и входит в нее как подсистема. Отличительная особенность систем 3 и 4 - наличие в них промежуточных участников учетных операций, которые одновременно являются получателями и поставщиками продукта.

3. Метод решения

3.1. Задачу многомерного статистического анализа решают путем выполнения операций, приведенных ниже.

a ij = 1, если j-й участник является поставщиком в i-м пункте,

a ij = -1, если j-й участник является получателем в i-м пункте,

a ij = 0, если j-й участник не участвует в i-м пункте передачи продукта, где a ij - элемент, находящийся на пересечении i-й строки и j-го столбца.

Требуется определить учетные значения u = (u 1 …, u n).

распределении небаланса Учетные значения определяют в оптимизационной задачи результате решения

при ограничениях в виде неравенств

Двойные вертикальные черты в () обозначают норму вектора , определенную равенством

Примечание - Метод решения задачи, как и его модификация, описанная в п. , соответствует статистическому методу оценки параметров, который позволяет получать как традиционные, так и робастные оценки . В соответствии с теорией математической статистики значение р в () следует выбирать в зависимости от вида распределения погрешностей измерений. В частности, при нормальном законе распределения оценки с оптимальными статистическими свойствами получают при р = 2 по методу наименьших квадратов.

Все расчеты проводят с помощью программы, разработанной ВНИИМС, в автоматическом режиме.

3.5. Алгоритм расчета учетных значений по методу п. основан на итерационной процедуре, на каждом шаге которой определяют вектор приближенных значений ũ q , где q - номер итерации.

3.5.1. Проверяют выполнение неравенств (), подставляя в них u = ũ q , и при необходимости корректируют значения ũ q .

3.5.2. Рассчитывают вектор разности между измеренными и приближенными значениями v - ũ q .

3.5.3. Рассчитывают вектор небаланса приближенных значений, в соответствии с формулой (), равный Аũ (вектор размерности m).

3.5.4. Полученные значения векторов v - ũ q и Аũ подставляют в (). Вектор приближенных значений ũ q определяют так, чтобы значение левой части () на текущей итерации было меньше соответствующего значения на предыдущей итерации.

Наличие первого слагаемого в () обеспечивает близость учетных значений к измеренным. Второе слагаемое включено в () для минимизации величины остаточного небаланса учетных значений, равного Аu.

3.6. Учитывают, что ограничения () связаны с тем, что назначение учетного значения u j , отличного от результата измерений v j более чем на величину предела допускаемой абсолютной погрешности Δ j , может вызвать несогласие j-го участника учетной операции (см. п. ).

3.7. Полученное решение удовлетворяет ограничениям (), однако при этом распределение небаланса может оказаться либо полным, либо частичным - в зависимости от конкретных числовых значений исходных данных. Исходя из практических потребностей пользователя и стоящей перед ним задачи, актуальным может оказаться полное распределение небаланса. В связи с этим предусмотрен второй вариант решения задачи.

3.13. В программе предусмотрена возможность выбора значения управляющего параметра р (см. п. ), который влияет на решение задачи следующим образом: его значение определяет, будет ли небаланс распределен в большей степени между «крупными» участниками учетной операции или его распределение будет более равномерным. Исходя из этого, пользователь может выбрать наиболее подходящее значение параметра в диапазоне, указанном в п. . В другом варианте можно использовать результаты анализа данных и рекомендацию по выбору значения р, полученные программой.

3.13.1. Программой проводится проверка статистической гипотезы о соответствии погрешностей результатов измерений нормальному распределению. В случае принятия гипотезы рекомендовано значение р = 2, что соответствует методу наименьших квадратов.

3.13.2. По договоренности с заказчиком при разработке программы может быть выбрано и зафиксировано определенное значение параметра, либо его значение может варьировать оператор. В последнем случае при расчете по методу п. можно рекомендовать следующую последовательность действий. Проводят расчет по программе при значении р = 2. Если небаланс оказался распределенным полностью, решение получено. Если нет, постепенно изменяя значение параметра, добиться по возможности полного сведения баланса.

3.14. Используемый метод статистической обработки данных помимо самих оценок истинных значений позволяет получать величины стандартных отклонений оценок (см. выдачу программы в приложении ). На основании этих величин с учетом известных значений пределов допускаемых погрешностей измерений рассчитывают показатели точности определения количества нефти и нефтепродуктов.

3.15. Из общих теоретических результатов [ , ] следует, что полученные по данной методике оценки являются более точными по сравнению с исходными результатами измерений (обладают меньшей дисперсией).

4. Алгоритмическая и программная реализация

Сформулированная задача решена в алгоритме и реализующей его программе «Баланс нефти и нефтепродуктов в ОАО «ЛУКОЙЛ», разработанных ВНИИМС. Математическое обеспечение учитывает специальный вид и структуру данных конкретных задач. Структура связей в системе «поставщики-потребители» должна быть задана заказчиком в виде схемы (рисунка) и матрицы (таблицы) и согласована с разработчиком.

В программе сведения баланса предусмотрены дополнительные возможности. Для определенных участников учетной операции (например, для некоторых из поставщиков) могут быть зафиксированы исходные измеренные значения, остающиеся неизменными в результате решения задачи. Может быть предусмотрена возможность учета естественной убыли и потерь продукта в пределах установленной нормы, которые в этом случае не будут влиять на величину исходного небаланса по результатам измерений.

6.1. Задают числовые значения следующих величин:

n - число участников учетной операции,

m - число пунктов передачи продукта,

v 1 , …, v n - результаты измерений количества,

Δ 1 , …, Δ n - пределы допускаемых абсолютных погрешностей измерений.

6.2. Структуру связей в системе задают с помощью матрицы (таблицы) А размера m×n, элементы которой определяют по правилу, сформулированному в п. .

7. Выполнение расчетов

7.1. Для получения учетных значений количества продукта, корректирующих количеств (равных разности между учетным и измеренным значениями) и коэффициентов коррекции (равных отношению учетного значения к измеренному) к измеренным значениям, величины остаточного небаланса (если таковой имеется), данные, перечисленные в разделе , обрабатывают по методу, описанному в разделе .

7.2. Расчет проводят по программе «Баланс нефти и нефтепродуктов в ОАО «ЛУКОЙЛ».

8. Инженерная методика расчета

8.1. Алгоритмы сведения балансов между поставщиками и потребителями, описанные в предыдущих разделах, позволяют оптимизировать эту процедуру для большого количества участников учетно-расчетных операций. Поэтому в их основе используют методы последовательных итерационных процедур. В то же время в практике часто встречаются задачи сведения небаланса между двумя участниками сделки: поставщиком и потребителем. При этом можно использовать более простые методы, основанные на применении коэффициентов весомости распределения небаланса в зависимости от соотношения погрешностей измерений количества у поставщика и потребителя. Ниже рассмотрена методика распределения небаланса для такой задачи.

8.2. Условия задачи

Поставщик измерил количество отпущенного товара М 1 с абсолютной погрешностью δМ 1 Это значение зафиксировано в накладной.

Потребитель, получив товар, измерил его количество М 2 с абсолютной погрешностью δМ 2 . Это значение отражено в акте приемки.

Поставлена задача: получить откорректированные значения Mʹ 1 и Мʹ 2 которые должны быть зафиксированы у поставщика и потребителя, исходя из условия Mʹ 1 = Мʹ 2 (принимают, что естественная убыль при поставке товара отсутствует).

8.3. Решение задачи

Проводят ранжирование полученных значений М 1 ; δМ 1 и М 2 ; δМ 2 по величине погрешности.

1 вариант

Пусть |δМ 1 | < |δМ 2 |, тогда имеем при М 1 > М 2:

при М 1 < М 2:

2 вариант

Пусть |δМ 2 | < |δМ 1 |, тогда имеем при М 2 > М 1:

при М 2 < М 1:

Таким образом, накладную отгрузки и акт приемки следует откорректировать на величину 94,4 т.

Приложение А

Обработка результатов измерений количества нефти и нефтепродуктов при их передаче от поставщиков к потребителям требует использования специальной статистической процедуры. Это связано, во-первых, со сложной структурой связей в системе «поставщики-потребители», характерной для большинства таких систем, а во-вторых, с часто имеющим место на практике значительным отклонением результатов измерений отдельными участниками учетных операций от истинных значений, происходящим из-за нарушений условий, регламентированных МВИ, потерь и других причин. Вследствие этого распределение погрешности результатов измерений может не соответствовать нормальному закону и являться причиной возникновения больших значений небаланса (разницы между результатами измерений поставщиков и потребителей), существенно превосходящих значения, которые могут быть обусловлены погрешностями средств измерений.

При обработке результатов измерений необходимо принимать во внимание перечисленные особенности задачи, целью которой является определение значений количества нефти и нефтепродуктов (далее - продукта) при учетных операциях (далее - учетных значений).

Оптимальная статистическая процедура должна использовать всю имеющуюся информацию, в частности, условие баланса, т.е. равенства значений отпущенного и полученного количеств продукта. Такая процедура служит для коррекции результатов измерений с учетом условия баланса в качестве дополнительной информации.

Скорректированные таким способом результаты измерений должны удовлетворять условию баланса, что свидетельствует о повышении точности измерений и позволяет решать задачу распределения небаланса между поставщиками и потребителями.

Проблема статистической обработки данных при постановке задачи имеет следующие особенности. Во-первых, в общем случае требуется решить задачу многомерного статистического анализа с ограничением на переменные , которое является математическим выражением условия баланса. Например, в системе 2 на рис. - это равенство значений количества продукта, отпущенного поставщиком, и полученного потребителями.

Другая особенность связана с отмеченным выше возможным отклонением от нормального закона распределения погрешностей измерений отдельными участниками учетных операций. В случаях, когда это происходит, необходимо привлечение робастных методов статистической обработки данных, т.е. методов, устойчивых по отношению к отклонениям от нормального закона .

Исходными данными для решения задачи служат результаты измерений, значения пределов погрешностей измерений и структура связей в системе «поставщики-потребители». При нормальном законе распределения погрешностей измерений для некоторых частных видов систем с несложной структурой решение может быть получено аналитически. В общем случае решение носит алгоритмический характер и реализуется с помощью специальной программы, разработанной ВНИИМС.

Приложение Б

Пример расчета основан на программе «Баланс нефти и нефтепродуктов в ОАО «ЛУКОЙЛ», разработанной ФГУП ВНИИМС.

Определены учетные значения и сведен баланс количества продукта, измеренного в м 3 , по результатам измерений за отчетный период в системе со структурой связей, показанной на рис. . Номера с 1 по 10 соответствуют номерам участников учетной операции на этом рисунке.

Исходные числовые данные измерений v j и пределов погрешностей Δ j содержатся в выдаче программы, представленной ниже.

Проиллюстрируем некоторые этапы методики на этом примере.

В соответствии со схемой на рис. и правилом в п. матрица А имеет вид

По формуле () вектор исходного небаланса d равен

68500 + 33600 - 51000 - 29900 - 20100 = 1100

51000 - 22400 - 13900 - 13500 = 1200

29900 - 21000 - 8400 = 500.

Предел допускаемого исходного небаланса, вектор d n равен

1027 + 604 + 1020 + 747 + 502 = 3900

1020 + 560 + 403 + 391 = 2374

747 + 525 + 243 = 1515.

Сопоставляя соответствующие компоненты векторов d и d n , убеждаемся, что сформулированное в п. условие полного сведения баланса выполнено. В результате проверки статистической гипотезы убеждаемся, что нет оснований сомневаться в соответствии погрешностей результатов измерений нормальному распределению (эта проверка, как и все приводимые здесь вычисления, выполняются программой в автоматическом режиме.)

В представленном фрагменте выдачи программы корректирующее количество равно разности между учетным и измеренным значениями, коэффициент коррекции - отношению этих величин. Решение получено при значении параметра р = 2, что соответствует нормальному закону распределения погрешностей результатов измерений. Можно убедиться, что для полученных учетных значений выполнены соотношения (), то есть баланс сведен полностью.

Таблица взаимного влияния факторов (справочная) характеризует степень статистической связи между участниками учетной операции в соответствии с принятой нумерацией.

Рисунок Б.1

Схема связей в системе «поставщики-потребители». Обозначения: (1), (2) - поставщики; (3), (4) - промежуточные участники учетной операции; (5) - (10) - потребители; двумя горизонтальными чертами обозначены пункты передачи продукта; двойными вертикальными - направления передачи продукта с выполнением измерений его количества

Пункт передачи продукта 1 (* поставщики отмечены звездочкой)

Измеренное значение	Предел погр. отн., %, абс		Учетное значение	Корректир. количество	Коэффициент коррекции
68500	1,50	1027	67497	1002	0,9854
33600	1,80		33252		0,9897
51000	2,00	1020	50624		0,9926
29900	2,50		29786		0,9962
20100	2,50		20339		1,0119

Измерено: поставщики 102100, получатели 101000, исходный небаланс 1100

Учтено: поставщики 100750, получатели 100750, остаточный небаланс 0

Пункт передачи продукта 2

Измеренное значение	Предел погр. отн., %, абс		Учетное значение	Корректир. количество	Коэффициент коррекции
51000	2,00	1020	50624		0,9926
22400	2,50		22810		1,0183
13900	2,90		14112		1,0153
13500	2,90		13700		1,0149

Измерено: поставщики 51000, получатели 49800, исходный небаланс 1200

Учтено: поставщики 50624, получатели 50624, остаточный небаланс 0

Пункт передачи продукта 3

Измеренное значение	Предел погр. отн., %, абс	Учетное значение	Корректир. количество	Коэффициент коррекции
29900	2,50	29786		0,9962
21000	2,50	21317		1,0151
8400	2,90	8468		1,0081

Измерено: поставщики 29900, получатели 29400, исходный небаланс 500

Учтено: поставщики 29786, получатели 29786, остаточный небаланс 0

Сводная информация

Измеренное значение

Погрешность отн., % абс

Учетное значение

Корректир. количество

Коэффициент коррекции

Станд. откл. учетного знач.

68500

1,50

1027

67497

1002

0,9854

33600

ПИСЬМО ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ТАРИФАМ 28 июня 2005 г. N СН-3923/9 (Д) В целях урегулирования разногласий, возникающих при проведении расчетов между поставщиками, потребителями газа и газораспределительными организациями, оказывающими услуги по транспортировке газа (далее - ГРО), по вопросу учета потерь газа ФСТ России дает разъяснения. Разница между общим объемом газа, поступившим от поставщика (по данным узлов учета газа, установленных на ГРС), и объемом газа, реализованным потребителям, в том числе населению и ГРО (по данным приборов учета газа у потребителей или в случае их отсутствия или несоответствия требованиям стандартов - по установленным нормативам потребления и/или проектной мощности газоиспользующего оборудования), образует разбаланс газа, который, как правило, обусловлен следующими причинами: а) отклонение объемов фактического потребления газа населением от утвержденных в установленном порядке нормативов потребления; б) отклонение объемов фактического расхода газа ГРО на технологические нужды от объема, рассчитанного по действующим нормам и зафиксированного в договоре поставки газа на технологические нужды ГРО; в) проведение аварийных работ, а также внеплановых ремонтных работ; г) технологические потери газа в системах газораспределения (эксплуатационные утечки и т.п.); д) погрешность измерений установленных приборов учета газа у промышленных потребителей и населения и существующие проблемы с приведением измеряемых объемов газа к нормальным условиям; е) несоблюдение технологического режима транспортировки газа. Не относится к разбалансу газа и далее не рассматривается потребление газа ГРО на плановые собственные и технологические нужды (использование газа на собственных котельных и газопотребляющих установках, проведение регламентных работ по обслуживанию систем газоснабжения и т.п.). Указанный объем газа должен оплачиваться ГРО по отдельному договору на общих условиях для всех потребителей. При этом указанные расходы в случае их обоснованности в части, относимой на регулируемый вид деятельности, учитываются при установлении тарифов на услуги по транспортировке газа по газораспределительным сетям (далее - тарифы) по статье "материальные расходы". Ответственность за разбаланс газа, обусловленный вышеуказанными причинами, по мнению ФСТ России, распределяется между поставщиком газа и ГРО следующим образом. На финансовый результат поставщика газа должны относиться убытки (прибыль), полученные: вследствие отклонения фактического потребления газа населением на бытовые нужды от нормативов потребления, утвержденных в установленном порядке, ввиду того что возникающие в результате этого потери газа не являются потерями при транспортировке газа. В этом случае ФСТ России считает целесообразным проводить соответствующую работу с целью приведения установленных нормативов потребления газа к обоснованному уровню. Кроме того, считаем необходимым проведение работы по внедрению приборов учета газа у населения, в том числе на ГРП и ШРП, распределяющих газ на жилые микрорайоны; вследствие отклонения объемов газа из-за погрешности измерений установленных приборов учета расхода газа на ГРС, у промышленных потребителей и населения. Погрешность приборов учета определяется на основании паспортных данных и в соответствии с ГОСТом 8.143-75. В этом случае ФСТ России считает целесообразным в технических соглашениях и договорах поставки газа предусматривать механизм урегулирования разногласий, а также проводить необходимую работу по замене устаревшего оборудования на узлах учета газа. Для целей определения фактического потребления газа населением, не имеющим приборов учета, рекомендуем использовать РД 153-39.0-071-01, утвержденный Приказом Минэнерго России от 04.04.01 N 100. Финансовые потери от разбаланса газа, вызванного прочими причинами, в том числе несоблюдением технологического режима транспортировки газа по вине ГРО, должны относиться на финансовый результат ГРО с учетом следующих замечаний. Объем газа, использованный ГРО при локализации и ликвидации аварий, для проведения внепланового отключения или подключения оборудования или отдельных участков газопроводов и т.п., должен быть оплачен организацией, по вине которой потребовалось производить указанные работы. Соответственно указанные расходы не могут быть учтены при установлении тарифа ГРО. Кроме того, соответствующие расходы по страхованию, в том числе и объектов газоснабжения на случай аварийных ситуаций, могут быть учтены при установлении тарифов. Объем технологических потерь газа в системах газораспределения (эксплуатационные утечки и т.п.) и соответственно уровень расходов ГРО по этой статье в целях расчета тарифов ГРО определяется по "Методике определения расходов газа на технологические нужды предприятий газового хозяйства и потерь в системах распределения газа" РД 153-39.4-079-01, принятой и введенной в действие Приказом Минэнерго России от 01.08.01 N 231. При этом необходимо отметить, что размер учтенных при расчете тарифа технологических потерь не может превышать 0,5% - 0,6% от общего объема транспортировки газа. В отношении объемов газа, использованных при ликвидации аварийных ситуаций, а также связанных с технологическими потерями, не должен применяться тариф на услуги по транспортировке газа по газораспределительным сетям. Одновременно прошу считать информационное письмо ФЭК России от 08.08.2003 N ЮС-2831/9 утратившим силу. Руководитель С.Г.НОВИКОВ 28 июня 2005 г. N СН-3923/9

Введение

Массовое внедрение водосчетчиков, применяемых для учета водопроводной воды, потребляемой в жилом секторе, привело к появлению проблем с ведением расчетов по показаниям этих приборов. В соответствии с постановлением правительства «О порядке предоставления коммунальных услуг гражданам» расчет квартировладельцев с водоснабжающей организацией за потребленные ресурсы проводится на основании показаний квартирных водосчетчиков (если они установлены) или нормативов водопотребления (если счетчики не установлены). В результате применения этой методики расчетов выяснилось, что месячное потребление воды по общедомовому водосчетчику в большинстве случаев превышает сумму показаний квартирных водосчетчиков и объемов по нормативам потребления. Расхождение в ряде случаев достигает десятков процентов даже при установке водосчетчиков во всех квартирах. Такая ситуация приводит к появлению в расчетах между поставщиком и потребителем воды «тринадцатой квитанции», которая выставляется квартировладельцам раз в год и компенсирует водоснабжающей организации затраты по поставке в дом неоплаченных в течение года объемов воды.

Причины

К причинам возникновения небаланса в большинстве публикаций относят следующие: - утечки и несанкционированный слив во внутридомовой сети за пределами квартир; - сверхнормативное потребление воды квартировладельцами, не установившими водосчетчики. Как аксиома воспринимается абсолютная достоверность показаний квартирных водосчетчиков.
Между тем водосчетчик как прибор предназначен для решения конкретной задачи – измерений объема воды, потребленной за отчетный период (месяц) при ее расходе в паспортном диапазоне расходов. Этот диапазон установлен паспортом на прибор и соответствующим ГОСТом . На основании требований стандарта предприятия-производители выпускают квартирные водосчетчики классов А, В и С (более точные счетчики класса С достаточно дороги и практически не пользуются спросом). Наибольшее распространение получили приборы диаметром условного прохода 15 мм. Минимальный паспортный расход для класса А и В - 60 и 30 литров в час, для класса С – 15. При расходах меньших минимального водосчетчики работают неустойчиво. При расходах меньше порога чувствительности (который на основании стандарта должен составлять не более половины минимального расхода) счетчики вообще не фиксируют расход. Водосчетчики диаметром 15 мм, предлагаемые на отечественном рынке, в зависимости от производителя имеют в качестве порога чувствительности величину 6, 10, 12, 15, 30 литров в час. Таким образом, при водоразборе с расходом меньше порога чувствительности водосчетчика жилец получает «законное» право не платить за потребленную воду, что становится одной из причин появления небаланса показаний общедомового и суммы показаний квартирных водосчетчиков.
Снижение порога чувствительности невыгодно заводам-изготовителям, т.к. увеличивает затраты на производство, повышает отпускную цену, уменьшает объемы сбыта и прибыль. Потребитель заинтересован в приобретении более дешевого счетчика с более высоким порогом чувствительности. Такой счетчик не фиксирует малые расходы – он более «экономичен»; после завершения межповерочного интервала он с большей вероятностью пройдет поверку. Однако применение такого прибора неизбежно отразится в увеличении небаланса.
Насколько велик вклад недоучтенной приборами составляющей водопотребления в общий небаланс? В ходе эксперимента, проведенного в Москве в типовом 84-квартирном доме по установке водосчетчиков во все квартиры жилого дома, установке общедомового водосчетчика и организации автоматизированного сбора данных месячный небаланс по холодной воде составил 20 %, по горячей воде – 30 %. Бытовые водосчетчики недосчитали за месяц 92 куб.м холодной и 154 куб.м горячей воды. Возможно ли такие объемы отнести к внутридомовым утечкам за пределами квартир? Утечка 246 куб.м воды за месяц (средний расход 340 литров в час) в одноподъездном доме вряд ли осталась бы незамеченной жильцами.
Водосчетчики в разное время суток работают как в паспортном диапазоне расходов, так и при расходах ниже минимального. Исследования, проведенные специалистами Московского государственного строительного университета показали следующее:
- расход воды в течение суток в усредненной квартире имеет дискретный характер: – «технологический расход» - при открытых кранах;
- «расход утечек» - при закрытых кранах;
- длительность «технологического расхода» составляет всего 1 – 2 % от всего времени суток (24 часов);
в течение оставшихся 98 – 99 % суточного времени поступающая в квартиру вода расходуется на утечки.
Даже при небольшой величине расхода утечек из-за его большой длительности суммарный объем за эти 98 – 99 % времени (при неотрегулированной арматуре сливных бачков унитазов, протечках в кранах, использовании бытовых фильтров и пр.) может быть сопоставим с общим объемом потребления. Один счетчик с порогом чувствительности 30 литров в час в таком случае в пределе может допустить недоучет воды (30 литров х 24 часа х 0,98) = 705 литров в сутки. Указанная величина утечки в 705 литров отнюдь не является математической абстракцией. Например, общедомовой прибор в 108-квартирном доме в Липецке показывал, что средний расход холодной воды на одного человека здесь превышает 800 литров в сутки. После того как были отремонтированы неисправные смесители и бачки унитазов, средний расход снизился в три с половиной раза.
Такая ситуация (высокий уровень утечек воды из-за низкого качества сетей и водоразборной арматуры) в целом характерна для отечественных систем водоснабжения и на разных зданиях отличается лишь количественно. При этом конечный потребитель воды (жилец) слабо, только косвенно – через «тринадцатую квитанцию» - заинтересован в устранении утечек. Сегодня за протекающий унитаз в квартире жильца Иванова платят сам Иванов, его соседи Петров, Сидоров, а также все остальные жильцы дома, установившие водосчетчики. Экономия воды жильцом, в которой он заинтересован прямо, – это снижение ее потребления только во время «технологического расхода», при котором счетчики фиксируют потребление. При неизменном водоразборе во время «расхода утечек» уменьшение полезного разбора воды жильцом (водосбережение) приводит к относительному росту небаланса, распределяемому между всеми жильцами, установившими водосчетчики, пропорционально площадям занимаемых ими квартир.
Низкое качество водопроводной воды или самих счетчиков ведет к ускоренному износу внутренних элементов водосчетчиков, смещению порога чувствительности в сторону больших расходов, часто до уровня минимального расхода, что ведет к дальнейшему росту величины небаланса. Значительное количество приборов (до 70 %) после завершения межповерочного интервала (4 – 5 лет) не проходят периодическую поверку и признаются непригодными . Причем основная часть счетчиков при поверке бракуется именно из-за неработоспособности или сверхнормативной погрешности на минимальном расходе. Достаточно длительный межповерочный интервал не дает возможности оперативно в процессе эксплуатации выявить приборы, ведущие недостоверный учет и снизить небаланс.
Порог чувствительности приборов устанавливается изготовителями и указывается в паспортах на счетчики. Анализ методик поверки, выложенных на Интернет-сайтах производителей приборов показывает, что далеко не на всех заводах этот параметр контролируется при выпуске из производства. В этих методиках, в соответствии с которыми после завершения межповерочного интервала проводится поверка, в большинстве своем контроль работоспособности на пороге чувствительности вообще не предусмотрен. Этот параметр становится чисто формальным и никем не контролируется.
При проведении поверок после завершения очередного межповерочного интервала пригодность водосчетчика к дальнейшей эксплуатации определяется в большинстве случаев по среднеинтегральной погрешности , где всем поверочным расходам приписаны определенные весовые коэффициенты, номинальному расходу соответствует коэффициент 0,65, а минимальному – 0,02. При такой методике определения суммарной погрешности достаточно большие погрешности прибора на малых расходах «маскируются» их малым весом исходя из предположения, что основной разбор воды происходит на больших расходах. В результате свидетельство о поверке на прибор формально подтверждает соответствие прибора его документации, но не гарантирует достоверность учета потребления воды на длительных малых расходах.
Исходя из этого резонно предположить, что указанный выше «расход утечек» не регистрируется водосчетчиками не в узком диапазоне «от нуля до порога чувствительности», а в два раза более широком диапазоне «от нуля до минимального расхода». При этом величины регистрируемых приборами объемов суточного потребления воды жильцами и величины нерегистрируемых приборами объемов суточных утечек становятся сопоставимыми. Это наиболее вероятная причина появления описанных в разных источниках информации ситуаций, когда при 100 % -ом оснащении квартир приборами учета домовой небаланс достигает многих десятков процентов.
Таким образом, наиболее вероятной причиной возникновения небаланса между показаниями общедомового водосчетчика и суммой показаний квартирных водосчетчиков являются не утечки за пределами квартир, а несоответствие реальных диапазонов расходов водосчетчиков реальным диапазонам расходов, существующих в квартирных системах водоснабжения. Величина небаланса растет с увеличением срока эксплуатации счетчиков. Отечественная система организации учета коммунального водопотребления, состоящая из большого количества федеральных и региональных нормативных документов не учитывает тот факт, что отечественные системы водоснабжения существенно отличаются от западных значительным внутриквартирным объемом утечек, не регистрируемых квартирными приборами учета.

Принятие мер

Для создания эффективной системы коммунального водоснабжения и водоучета, стимулирующей водосбережение, необходим ряд мер организационного и технического характера:
а) в сфере водоснабжения и водопотребления:
- применение водоразборной и запорной арматуры с минимальным уровнем утечек;
- организация и проведение периодических профилактических осмотров и регулировок водоразборной и запорной арматуры;
- улучшение качества водопроводной воды и приведение ее характеристик в соответствие с действующими нормативами;
б) в сфере водоучета:
- разработка обязательных требований, регламентирующих производство и применение водосчетчиков с максимально низкими порогами чувствительности и минимальными нижними границами диапазонов измерений;
- внесение в методики поверки приборов дополнений, обязывающих контролировать порог чувствительности при выпуске из производства и при периодических поверках;
- организация входного контроля работоспособности водосчетчиков на пороге чувствительности и минимальном расходе перед их монтажом;
- в процессе эксплуатации приборов при появлении небалансов - организация оперативной диагностики состояния приборов учета на месте их эксплуатации.

Литература:

Литература 1. Постановление Правительства Российской Федерации № 354 «О порядке предоставления коммунальных услуг гражданам».
2. Т. Данилина «Алексеевский эксперимент: квартирые реки иссякают» - газета «Московская правда», 3 февраля 2005 г.
3. ГОСТ Р 50193.1-92 «Измерение расхода воды в закрытых каналах. Счетчики питьевой воды. Технические требования».
4. ГОСТ Р 50602-93 «Счетчики питьевой воды крыльчатые. Общие технические условия».
5. В.Н. Исаев, М.В. Пупков «Системы учета водопотребления» - журнал «Сантехника», № 1 – 2005 г.
6. В. Михайлов «Небалансы энергетики», «Липецкая газета», 26 декабря 2008 г.
7. П. Олейников «Кому выгодна поверка квартирных водосчетчиков», газета «Промышленные ведомости», № 5-6, 2008 г.
8. ГОСТ 8.156-83 «Счетчики холодной воды. Методы и средства поверки».

ОКБ «Гидродинамика», http://www.gidrodinamika.com

Я не знаю, как обстоят дела на ГРС других ЮЛ - могу говорить только о ГРС своего трансгаза.

Трансгаз является поставщиком газа для МРГ, который осуществляет поставку газа непосредственным потребителям и осуществляет с ними расчёты. Поэтому трансгаз, как ЮЛ, финансово никак не заинтересовано в искажении показаний расхода, а представители МРГ не могут осуществлять какие-либо манипуляции с приборами измерения расхода газа на ГРС трансгаза (это не их объекты).

Ситуация, когда МРГ не может собрать с потребителей оплату за весь газ, отпущенный с ГРС, встречаются повсеместно и, как показывает практика, в 99% случаев это связано не с неправильным (во всех смыслах) измерением расхода газа на ГРС. Представители МРГ ежегодно посещают все наши ГРС с проверками. На узлах измерения расхода ими опломбировано всё, что можно (и даже то, что, как мы думали, опломбировать невозможно). Все изменения параметров прописываются в электронные архивы вычислителей и дублируются (через систему телемеханики) на компьютерах диспетчерской службы.

"Уход нуля" скорее характерен для датчиков давления (особенно "абсолютников"), но если расход газа начинает отличаться от среднестатистических значений, то сразу начинается выяснение причин.

Поэтому я предлагаю "не искать чёрную кошку в тёмной комнате, особенно если её там нет".

Алексей Георгиевич, да я и не собирался "искать кошек" просто вопрос был задан о теоретической возможности манипулирования балансом на ГРС - теоретически возможности есть...

Что касается практически, то тут с вами полностью согласен, вероятность достаточно низка - насколько я знаю, у каждого регионального представительства Трансгаза есть промежуточные поставщики, со своими узлами учета... И вроде бы балансы в системе, довольно жестко, отслеживаются - сколько пришло в систему через дожимные станции, столько же должно выйти через ГРС, поэтому чтобы качественно смухлевать нужно одновременно подкрутить СИ на всех этапах поставки газа, что достаточно маловероятно...

А вот когда газ попадает в МРГ, то там черных дыр появляется гораздо больше, к примеру - мало того что МРГ использует для расчетов другую плотность газа(относительную, по воздуху), так они еще ее как-то усредняют по некоторым своим расчетам(для сезона, полугода, года - трудно сказать)- возможно, что там все законно, но со стороны выглядит подозрительно...

Опять же температурные коэффициенты для СИ без температурной коррекции, установленных на улице - где это учитывается, что СИ стоит на улице, как они применяются? А если СИ стоит в помещении, но расход достаточно большой(колонка, котелок) и газ не успевает прогреться и идет достаточно холодный, это где-то учитывается?!