郝勝楠

（青島海業(yè)油碼頭有限公司，山東 青島 266003）

淺析數(shù)字化管道

郝勝楠

（青島海業(yè)油碼頭有限公司，山東 青島 266003）

隨著“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”的提出和我國(guó)管道建設(shè)的快速發(fā)展，以及信息和遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的迅猛發(fā)展，利用計(jì)算機(jī)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)對(duì)管道的信息進(jìn)行更加高效、實(shí)用的信息化管理便顯得十分迫切而必要。本文闡述了數(shù)字管道的概念，以及數(shù)字管道的特點(diǎn)。

數(shù)字管道概念；虛擬仿真；空間特征

1998年1月31日，美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栐诩永Ｄ醽喛茖W(xué)中心發(fā)表了題為“數(shù)字地球：展望21世紀(jì)我們這顆行星”的演講，率先提出了“數(shù)字地球”（Digital Earth）的概念?！耙皇て鹎永恕?，戈?duì)柕难葜v引起了各國(guó)各界的積極反響，“數(shù)字地球”一詞迅速風(fēng)靡全球。數(shù)字地球，實(shí)際上就是信息化的地球，一個(gè)完整的地球虛擬對(duì)照體。

數(shù)字地球?qū)⒂嘘P(guān)地球上每一點(diǎn)的全部信息，按地球的地理坐標(biāo)加以整理，然后構(gòu)成一個(gè)全球的信息模型。這樣，人們就可以快速、形象、完整地了解地球上的任何一點(diǎn)、任何方面的信息，從而實(shí)現(xiàn)“信息就在指尖上”的夢(mèng)想。數(shù)字地球的核心思想有兩點(diǎn)，一是用數(shù)字化手段統(tǒng)一性地處理地球問題，另一點(diǎn)是最大限度地利用信息資源。

數(shù)字化的浪潮使得人們能夠方便地、快捷地和高效地獲取、存儲(chǔ)、處理和現(xiàn)實(shí)各種現(xiàn)實(shí)世界的信息。利用遙感衛(wèi)星對(duì)地面進(jìn)行拍照，利用大容量存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)管理，利用高性能計(jì)算機(jī)對(duì)信息進(jìn)行分析和處理，利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞和共享。數(shù)字化、信息化已經(jīng)涉及到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域。“數(shù)字化”是一次新的技術(shù)革命，它將改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活方式，進(jìn)一步促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

數(shù)字管道（或者數(shù)字化管道，Digital Pipeline）的概念是隨“數(shù)字地球（DE，Digital Earth）”而來的。數(shù)字地球的核心思想是用數(shù)字化手段整體性地解決地球問題并最大限度地利用信息資源。數(shù)字地球從數(shù)字化、數(shù)據(jù)構(gòu)模、系統(tǒng)仿真、決策支持一直到虛擬現(xiàn)實(shí)，它是一個(gè)開放的復(fù)雜的巨系統(tǒng)，是一個(gè)全球綜合信息的數(shù)據(jù)系統(tǒng)工程。在“數(shù)字地球”概念的深刻影響下，數(shù)字城市、數(shù)字礦山、數(shù)字油田、數(shù)字水利、數(shù)字管道和數(shù)字社區(qū)等大批概念都相應(yīng)提出并予以實(shí)施。

與數(shù)字化管道相比，數(shù)字管道的名稱更加專業(yè)。有人指出數(shù)字管道可以定義為：“數(shù)字管道是管道的虛擬表示，能夠匯集管道的自然和人文信息，人們可以對(duì)該虛擬體進(jìn)行探查和互動(dòng)?！本唧w的說，數(shù)字管道是應(yīng)用遙感（RS）、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)（DCS）或SCADA系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)、現(xiàn)代通信等高科技手段，對(duì)管道資源、環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、數(shù)字整和、仿真等信息集成的應(yīng)用系統(tǒng)，并在可視化的條件下提供決策支持和服務(wù)。

數(shù)字管道的特點(diǎn)：

1.數(shù)字化管道充分采用國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)，并通過航空攝影測(cè)量和衛(wèi)星遙感影像獲得最新的地形、地質(zhì)、水文、環(huán)境數(shù)據(jù)，與過去傳統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取方式相比，內(nèi)容更豐富，更新速度更快，數(shù)據(jù)描述更加完整，數(shù)據(jù)表達(dá)也更加直觀。遙感技術(shù)大大縮短了周期，降低了成本，提高了精度。

2.GIS系統(tǒng)提供了地理信息服務(wù)（Geo-information Service）。集成管線周圍一定范圍的地理、人口、環(huán)境、植被、經(jīng)濟(jì)各類資源數(shù)據(jù)，利用GIS的空間分析功能進(jìn)行疊加分析、緩沖區(qū)分析、最短路徑分析等操作，可以進(jìn)行線路總體規(guī)劃和評(píng)估，為決策和管理提供重要的依據(jù)。還可以采用GIS技術(shù)對(duì)管道風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行管理，指導(dǎo)系統(tǒng)編制維修計(jì)劃，并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)達(dá)到警戒線時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，盡可能地降低管道事故發(fā)生率。

3.數(shù)字化管道采用CAD技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將管道施工設(shè)計(jì)圖紙、施工數(shù)據(jù)、人員資料、管理文檔等全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，通過局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)傳送到數(shù)據(jù)庫中，將各個(gè)專業(yè)各個(gè)單位不同數(shù)據(jù)融為一個(gè)整體，有效的消除了“信息孤島”，實(shí)現(xiàn)了信息的共享和協(xié)同工作。

4.采用大型數(shù)據(jù)庫對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)?？臻g數(shù)據(jù)中心可以管理、存儲(chǔ)在數(shù)字管道建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中獲取的所有數(shù)據(jù)。在管道建設(shè)的每個(gè)環(huán)節(jié)，都建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并使得每個(gè)階段的數(shù)據(jù)成果和系統(tǒng)相互銜接。

5.SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了管道的全自動(dòng)控制。通過主機(jī)和微處理器為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程終端裝置RTU、PCL或其他輸入/輸出設(shè)備的通信收集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)字管道的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)作和優(yōu)化控制。

6.數(shù)字化管道實(shí)現(xiàn)了整個(gè)管道的虛擬現(xiàn)實(shí)表達(dá)，使得數(shù)字化管道能夠在真實(shí)、可視的三維環(huán)境下展示到用戶面前，用戶通過交互方式對(duì)管道的公用信息進(jìn)行查詢和操作，對(duì)管道的三維虛擬漫游猶如在真實(shí)的三維世界中，充分體現(xiàn)了數(shù)字管道的空間特征。

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1005-5312（2014）11-0284-01