Основні теоретичні положення. Суть процесу параметричної діагностики газотранспортної системи як складного технічного об’єкта полягає у визначенні ряду параметрів
Суть процесу параметричної діагностики газотранспортної системи як складного технічного об’єкта полягає у визначенні ряду параметрів, що характеризують властивості системи на даний момент часу. Вихідною інформацією для реалізації методу є параметри режиму роботи системи, на основі яких визначаються діагностичні характеристики, сукупність яких у свою чергу визначає стан об’єкта. Визначення діагностичних ознак за виміряними значеннями параметрів режиму ведеться на основі діагностичних моделей, що представляють собою сукупність алгебраїчних, диференційних чи інтегральних рівнянь із граничними умовами й обмеженнями, що відображають суть фізичного процесу.
Діагностична ознака або їх сукупність повинна входити як параметр у діагностичну модель, що зв’язує її з параметрами режиму, з одного боку, і не повинна залежати від них (визначати тільки властивості системи) – з іншого.
Магістральний газопровід як об’єкт діагностики є складною технічною системою, усі властивості якої оцінити однією математичною моделлю дуже складно. Тому тут розглядається газотранспортна система з погляду її властивостей стосовно термогазодинамічних процесів, що у ній відбуваються. З точки зору властивостей лінійної ділянки стосовно динаміки газового потоку визначальною діагностичною ознакою є коефіцієнт гідравлічного опору. Інтенсивність теплового потоку в навколишнє середовище найбільш повно може бути охарактеризована повним коефіцієнтом теплопередачі від газу в навколишнє середовище. Тому зазначені величини можуть розглядатися як діагностичні ознаки, що характеризують термогазодинамічні властивості лінійної ділянки.
З часом експлуатації газопроводу спостерігається зміна його гідравлічного опору внаслідок старіння лінійної ділянки. Тому прийнято використовувати неабсолютні значення коефіцієнта гідравлічного опору та його відносну величину порівняно з первісним (теоретичним) значенням.
Нестаціонарність потоку газу в трубах, що не враховується при побудові математичних діагностичних моделей, вносить помилки в результати діагностики.
Тому виникає необхідність у створенні діагностичних моделей газотранспортних систем і простих газопроводів, що враховують нестаціонарність і неізотермічність газового потоку. Ці моделі дуже складні в реалізації, у зв’язку з чим потрібне їх спрощення відповідно до режимів, за параметрами яких виконується діагностування.
Задача моделювання руху газу в газопроводі повинна включати газодинамічні та термодинамічні рівняння, які об’єднані в єдину систему.
Величину гідравлічного опору газопроводу з врахуванням часу його експлуатації оцінюють коефіцієнтом гідравлічної ефективності, який зручно визначати через відношення коефіцієнтів гідравлічного опору на стадії проектування та на даний момент експлуатації:
. (3.1)
Оскільки теоретичне 
і фактичне 
значення коефіцієнта гідравлічного опору лінійної ділянки є його властивостями з погляду гідродинаміки потоку, то величину коефіцієнта гідравлічної ефективності зручно використовувати як діагностичну ознаку.
Для визначення значення коефіцієнта гідравлічного опору 
на основі розв’язку зворотної задачі необхідно задати початкові і граничні умови, які представляють собою зміни у часі фактичних значень тиску, витрати газу і температури на початку і в кінці газопроводу
;
;
; (3.2)
;
;
,
де 
- масовий розхід газу; 
- тиск; 
- температура.
Поставлена задача дуже складна в реалізації, так як система включає нелінійні диференційні рівняння. Тому для практичних розрахунків необхідно шукати шляхи спрощення математичної моделі. Система рівнянь суттєво спрощується для умов стаціонарної течії газу.
Граничні умови в цьому випадку приводяться до вигляду
;
;
; (3.3)
;
.
Таким чином, для визначення коефіцієнта гідравлічного опору 
із системи необхідно здійснити виміри витрати газу в будь-якому перерізі газопроводу (на початку або в кінці), а також заміри температур і тисків на початку і в кінці досліджуваної ділянки.
Із системи для фактичного значення коефіцієнта гідравлічного опору можна отримати розрахункову формулу у вигляді
. (3.4)