摘 要：管道企業(yè)需要對(duì)大量的設(shè)備資料、圖紙和實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，是輸油管道信息化管理進(jìn)程中亟待解決的難題。本文在中原長輸管道數(shù)字化管理系統(tǒng)研究應(yīng)用的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)輸油管道信息化管理系統(tǒng)研究梳理，提出了系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)中應(yīng)采用到的技術(shù)、流程、構(gòu)架、功能模塊等，為今后相關(guān)的研究提供參考。

關(guān)鍵詞：輸油管道；信息化系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.引言

信息化管道是指按照管道走向具有“遙感勘察、設(shè)計(jì)圖紙、泵站設(shè)備、施工管理、管道基礎(chǔ)”等全生命周期信息合集的虛擬管道，通過高度信息化的管道，可實(shí)現(xiàn)查詢?nèi)我还芏螝v史和當(dāng)前信息，為管道維護(hù)搶修提供決策支持。輸油管道信息化系統(tǒng)核心的設(shè)計(jì)思路一是能夠消除時(shí)間與空間的限制，收集有效的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息；二是設(shè)計(jì)交互性良好的生產(chǎn)/管理軟件，實(shí)現(xiàn)信息資源的高效利用；三是實(shí)現(xiàn)各種企業(yè)信息資源的共享。

1.傳統(tǒng)管道管理方式的缺陷

傳統(tǒng)的基于紙質(zhì)文檔、信息分散式的管道管理方式通常存在以下問題：

（1）管道周邊的空間地理數(shù)據(jù)（地貌、地質(zhì)、環(huán)境等）信息完善程度缺乏，導(dǎo)致在管道搶修、維護(hù)、生產(chǎn)運(yùn)行過程中無法取得足夠有效的信息支撐管理決策的實(shí)施。

（2）管道數(shù)據(jù)“信息孤島”導(dǎo)致信息無法較好地傳遞交流，數(shù)據(jù)的遺失、關(guān)聯(lián)錯(cuò)誤等現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。

（3）管道基礎(chǔ)資料的統(tǒng)一存儲(chǔ)、標(biāo)準(zhǔn)化管理、數(shù)據(jù)分析及運(yùn)行數(shù)據(jù)更新滯后，無法保證數(shù)據(jù)高效的動(dòng)態(tài)性與現(xiàn)實(shí)性管理；設(shè)備、材料的管理資料沒有制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備、材料的壽命周期、維修頻次、性能保養(yǎng)等信息的檢索和故障預(yù)測。

（4）當(dāng)突發(fā)事故及自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，傳統(tǒng)巡線方案對(duì)事故預(yù)警提供決策支持的合理性尚待驗(yàn)證，且一旦在第一時(shí)間內(nèi)無法準(zhǔn)確地啟動(dòng)預(yù)案并快速開展應(yīng)急搶險(xiǎn)工作，將導(dǎo)致嚴(yán)重的事故后果。

2.信息化管道的功能和特點(diǎn)

信息化管道主要基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，集成了管道地理信息系統(tǒng)（GIS）、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、仿真系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)企業(yè)決策層、管理層、操作層信息的網(wǎng)絡(luò)化、業(yè)務(wù)的自動(dòng)化、數(shù)據(jù)的共享化，根據(jù)信息化管道建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，信息化管道一般具有以下特點(diǎn)：

（1）信息化管道在管道的勘察、設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)期，采用遙感技術(shù)取得地理、水文、周邊環(huán)境數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)縮短管道建設(shè)周期。

（2）通過管道地理信息系統(tǒng)（GIS）分析最短路徑、緩沖區(qū)、高后果區(qū)，實(shí)現(xiàn)管道線路走向的總體評(píng)估、規(guī)劃，避開管道占?jí)旱雀吆蠊麉^(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，為企業(yè)管理決策提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。

（3）信息化管道采用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)，有效地消除“信息孤島”，將管道勘察、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量的地理信息、設(shè)計(jì)圖紙、施工數(shù)據(jù)、文檔資料、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等信息化，實(shí)現(xiàn)信息的共享和協(xié)同工作。

（4）通過SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口，可以將采集到的信息傳送到信息化管理系統(tǒng)，為日常管理工作提供決策。

3.信息化管道技術(shù)和流程

3.1 信息化管道涉及的技術(shù)

信息化管道涉及的技術(shù)主要包括管道地理信息（GIS）、三維數(shù)據(jù)采集處理、虛擬現(xiàn)實(shí)、大型數(shù)據(jù)庫、ERP、機(jī)械制圖等，通過集成融合生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、SCADA工控系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、應(yīng)用遙感、全球定位系統(tǒng)、工業(yè)電視系統(tǒng)等現(xiàn)代高科技手段，能夠?qū)崿F(xiàn)包括管道生產(chǎn)管理系統(tǒng)、管道完整性管理系統(tǒng)、調(diào)度運(yùn)行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、調(diào)度電話系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、安全生產(chǎn)與應(yīng)急救援系統(tǒng)、油氣數(shù)據(jù)管網(wǎng)分析系統(tǒng)等功能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有管道復(fù)雜系統(tǒng)（環(huán)境、資源、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)等）的信息化應(yīng)用集成，提供可視化的條件下的決策支持服務(wù)，為輸油管道工程建設(shè)和管道完整性管理探索出一套新的理念和方法。

3.2 信息化管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

信息化管道設(shè)計(jì)勘察階段的首要任務(wù)是進(jìn)行管道選線，采集管道線路兩側(cè)一定范圍內(nèi)的空間地理數(shù)據(jù)信息，綜合管道沿線地形、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、人口等數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)建模。

信息化管道工程建設(shè)階段主要任務(wù)是管線走向定位、管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、施工管理等信息采集。

信息化管道項(xiàng)目運(yùn)行階段主要功能是實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)融合集成、分析處理，管理者通過信息化管理系統(tǒng)可以查看管道沿線周邊環(huán)境、地理信息、高后果區(qū)，也可查看具體如某段管線的焊口、地下障礙物、防腐絕緣層地面檢漏、打孔盜油次數(shù)等信息，信息化管道一般設(shè)計(jì)流程圖如圖1所示。

4.管道信息化系統(tǒng)的主要構(gòu)架

4.1 信息化系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

通常按照3層結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)，包括管道應(yīng)用層、數(shù)據(jù)中心、基礎(chǔ)設(shè)施，各層級(jí)采用模塊化的組建方式，實(shí)現(xiàn)總體構(gòu)架層次分明、功能定位準(zhǔn)確、接口參數(shù)明了、語義清晰。系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)參考如圖2所示。

4.2 系統(tǒng)的基礎(chǔ)性功能

（1）施工管理

主要基于地理信息系統(tǒng)（GIS）的建設(shè)管理，包括規(guī)劃進(jìn)度、資源分配、場地布局、現(xiàn)場運(yùn)輸、信息管理等。地理信息系統(tǒng)（GIS）綜合信息通過三維地理信息顯示，集成實(shí)時(shí)的管道數(shù)據(jù)傳輸，瀏覽三維信息的同時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的提取、監(jiān)控。根據(jù)管線管理的具體情況和具體業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備、事故的精準(zhǔn)定位，并為應(yīng)急預(yù)案的編制、應(yīng)急事件處理、供應(yīng)計(jì)劃和管線日常管理提供空間數(shù)據(jù)決策支持。

（2）管道運(yùn)行管理

對(duì)管道生產(chǎn)調(diào)度主要業(yè)務(wù)進(jìn)行了分析，通過管道運(yùn)行狀態(tài)查詢系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了提取數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）與管道地理信息系統(tǒng)（GIS）的關(guān)鍵信息；通過巡檢GPS定位系統(tǒng)在線查看巡檢路線，實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢人員的跟蹤管理，提高工作效率；其他還包括管道生產(chǎn)系統(tǒng)、調(diào)度電話系統(tǒng)以及管道事故分析、搶維修管理、數(shù)據(jù)采集分析等功能。

（3）管道設(shè)施管理

管道設(shè)施管理包括：管道設(shè)備管理子系統(tǒng)、通信設(shè)備管理子系統(tǒng)、電力設(shè)備管理子系統(tǒng)、自動(dòng)化設(shè)備管理子系統(tǒng)、信息設(shè)備管理子系統(tǒng)等。

管道設(shè)備管理子系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)管道設(shè)備“類別管理、查詢統(tǒng)計(jì)、設(shè)備檔案”管理功能的模塊；通信設(shè)備管理子系統(tǒng)是“通信、地理信息、項(xiàng)目信息”為數(shù)據(jù)獲取源，通過專用內(nèi)網(wǎng)和公共外網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享；電力設(shè)備管理子系統(tǒng)為“輸配電設(shè)備、輸油泵、加熱爐、燃燒器”等主要電氣設(shè)備的主電源提供屬性數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄、編輯、顯示、查詢、統(tǒng)計(jì)和打印功能；自動(dòng)管理子系統(tǒng)通過智能儀表、SCADA控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的搶維修、系統(tǒng)測試管理，提高自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行的可靠性；信息管理子系統(tǒng)是通過對(duì)PC端、信息網(wǎng)絡(luò)的硬件和軟件設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)持續(xù)信息流，保證信息管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（4）管道完整性管理

管道完整性管理包括管道檢維修管理、管道風(fēng)險(xiǎn)管理、管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估功能。管道檢維修管理功能是在管道風(fēng)險(xiǎn)管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，管理者根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果制定相應(yīng)的檢維修計(jì)劃，是非常重要的功能；管道風(fēng)險(xiǎn)管理是將管道潛在的環(huán)境隱患和管道本體存在的隱患數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、錄入、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析和管理；管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是對(duì)管道剩余壽命、剩余強(qiáng)度、高后果區(qū)、威脅識(shí)別等進(jìn)行系統(tǒng)性的風(fēng)險(xiǎn)分析，模擬出管道失效后可能產(chǎn)生的事故后果。

（5）檔案管理

文檔管理包括對(duì)管道信息的采集、存儲(chǔ)、管理和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類文檔標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化的統(tǒng)一管理。同時(shí)在日常工作中建立數(shù)據(jù)集市和工作職能管理數(shù)據(jù)的基本信息，幫助日常辦公管理和考核，提供協(xié)同辦公服務(wù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)遠(yuǎn)程檢測和操作管理。

結(jié)語

管道信息化管理對(duì)輸油管道運(yùn)營中面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別，能夠?qū)崿F(xiàn)管道的安全運(yùn)行。通過構(gòu)建管道綜合管理模型，對(duì)輸油管道運(yùn)營中面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行識(shí)別，對(duì)管道的適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)估，制定高效的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，持續(xù)改進(jìn)、消除潛在的隱患因素，在一個(gè)合理的可接受的范圍內(nèi)控制管道運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)預(yù)防、減少管道事故，將管道事故遏止在初期狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)管道平穩(wěn)、安全、合理、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[]祁志江.中原長輸管道數(shù)字化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2014.

[2]謝孝宏.淺談數(shù)字管道的架構(gòu)[J].數(shù)字石油和化工，2007（11）：40-43.

[3]謝孝宏.關(guān)于數(shù)字管道的探討[J].石油化工自動(dòng)化，2007（6）：14-17.

[4]李波.石油管道工程進(jìn)度計(jì)劃管理系統(tǒng)研究[D].北京交通大學(xué)，2009.

[5]王宇心.油氣長輸管道數(shù)字化管理平臺(tái)的研發(fā)和應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2012，32（S1）：90-95.