王恒斌，宋 杰，徐 輝，劉東超，孫啟虎

（華北石油通信有限公司，任丘 062550）

智慧管道保障面臨著如何做到事前隱患提醒、事中信息支持和資源調(diào)配、事后總結(jié)經(jīng)驗(yàn)等諸多問(wèn)題，迫切需要對(duì)智慧管道保障體系進(jìn)行合理的規(guī)劃、開(kāi)發(fā)和優(yōu)化，建立標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的管道物聯(lián)網(wǎng)保障體系規(guī)范和打造高效的智能保障管理平臺(tái)。

1 管道系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

本文是針對(duì)中石油西南管道公司的信息運(yùn)維服務(wù)業(yè)務(wù)，涉及云南、廣西、四川、重慶、甘肅等省、市、自治區(qū)，全線(xiàn)近9000千米管道的通信、信息、安防等的維護(hù)業(yè)務(wù)，涵蓋100多個(gè)場(chǎng)站，近200個(gè)閥室。

對(duì)于運(yùn)維對(duì)象來(lái)說(shuō)，設(shè)備覆蓋系統(tǒng)種類(lèi)多；數(shù)量龐大；數(shù)據(jù)來(lái)源多。而對(duì)于運(yùn)維方式來(lái)說(shuō)，運(yùn)維工序復(fù)雜，管理效率低。而現(xiàn)有的傳統(tǒng)運(yùn)維方式很難解決上述問(wèn)題，過(guò)去的大量數(shù)據(jù)沉睡在各個(gè)角落得不到有效利用，所以必須借助一套全面且高效的組織運(yùn)維管理體系和一個(gè)軟件支撐平臺(tái)，來(lái)幫助我們梳理流程，分析決策。因此我們將基于數(shù)據(jù)的運(yùn)維平臺(tái)看作是是“智慧管道”長(zhǎng)壽的一副靈藥，希望從理念和軟件工具兩方面提高運(yùn)維的安全、效率和管理水平。

2 數(shù)據(jù)清洗與整理

要想實(shí)現(xiàn)管理理念的提升和轉(zhuǎn)變，在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，肯定需要對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，但是由于現(xiàn)有數(shù)據(jù)來(lái)源廣，數(shù)據(jù)雜，數(shù)據(jù)量也大，龐大的Word和Excel文檔讓管理人員根本摸不到頭緒，這就需要對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗與整理工作。首先對(duì)工藝流程、設(shè)備所屬位置進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研論證，規(guī)范名稱(chēng)建立數(shù)據(jù)字典：設(shè)備名稱(chēng)，生產(chǎn)廠(chǎng)家，故障等級(jí)，故障類(lèi)別；增加設(shè)備二維碼的編制，確保設(shè)備的唯一性身份識(shí)別，規(guī)范錄入格式。再有規(guī)范設(shè)備臺(tái)帳數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，將設(shè)備屬性信息分為：位置信息、詳細(xì)參數(shù)、工藝類(lèi)別、時(shí)間信息、全生命監(jiān)控信息，進(jìn)一步完善設(shè)備全生命周期監(jiān)控管理，在未來(lái)系統(tǒng)升級(jí)中將新增入庫(kù)、出庫(kù)、安裝、報(bào)廢、標(biāo)定等新的流程工藝，縱向?qū)崿F(xiàn)細(xì)節(jié)豐富。

3 數(shù)據(jù)挖掘及大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

以西南管道通信運(yùn)維為示范點(diǎn)，開(kāi)展大數(shù)據(jù)分析（圖1）。

圖1 大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用流程圖

（1）基于大數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)設(shè)備動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)?；诖髷?shù)據(jù)分析的設(shè)備評(píng)價(jià)體系和動(dòng)態(tài)調(diào)配機(jī)制，通過(guò)收集設(shè)備屬性信息，建立大數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模型，分析篩選各類(lèi)數(shù)據(jù)，計(jì)算設(shè)備得分，再通過(guò)方差、加權(quán)算法等數(shù)學(xué)分析算法，動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)備評(píng)分機(jī)制，最后根據(jù)設(shè)備所處位置及重要性，進(jìn)行設(shè)備動(dòng)態(tài)調(diào)配，目前初步形成了2個(gè)管理層級(jí)、3個(gè)區(qū)域?qū)蛹?jí)、6個(gè)評(píng)價(jià)層級(jí)的設(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)態(tài)調(diào)配設(shè)備，進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)穩(wěn)定性。

（2）數(shù)據(jù)挖掘?qū)崿F(xiàn)流程再造。我們借助大數(shù)據(jù)的聚類(lèi)算法，將各個(gè)故障單和故障結(jié)果分類(lèi)，從而返過(guò)來(lái)指導(dǎo)維護(hù)作業(yè)計(jì)劃，我們通過(guò)在隱患排查和故障處理2條主線(xiàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)12類(lèi)26項(xiàng)分流程進(jìn)行了再造，首先將運(yùn)行多年的10項(xiàng)日常規(guī)粗放式運(yùn)維項(xiàng)目升級(jí)為105項(xiàng)精細(xì)化運(yùn)維項(xiàng)目，然后再根據(jù)一兩年乃至更長(zhǎng)時(shí)間的的數(shù)據(jù)不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)和調(diào)整，慢慢的形成機(jī)器學(xué)習(xí)能力，智能化的指導(dǎo)運(yùn)維工作。

（3）可視化大數(shù)據(jù)助力培養(yǎng)一專(zhuān)多能復(fù)合型人才?，F(xiàn)如今一個(gè)人要負(fù)責(zé)多個(gè)專(zhuān)業(yè)，復(fù)合型人才的需求日益加強(qiáng)（圖2）。8類(lèi)系統(tǒng)，500余個(gè)機(jī)柜，1600余張網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，8525個(gè)設(shè)備，16萬(wàn)條運(yùn)維數(shù)據(jù)，設(shè)備本身各端口和上下游可視化，智能推薦系統(tǒng)借助大數(shù)據(jù)方法，輔助決策，標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，VR虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn)（圖3），私有運(yùn)維可視溝通系統(tǒng)，借助遠(yuǎn)程專(zhuān)家指導(dǎo)，可以讓員工快速上手，一專(zhuān)多能。

圖2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在故障處理中的應(yīng)用

圖3 通信設(shè)備及線(xiàn)路的部分可視化

我們以某場(chǎng)站為例，它的亞健康是因?yàn)楣馔ㄐ畔到y(tǒng)存在問(wèn)題，通過(guò)直接調(diào)取傳統(tǒng)的光通信相關(guān)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我們只能得到（圖4）這個(gè)結(jié)果，數(shù)據(jù)量不少但還是雜亂無(wú)章。

圖4 某場(chǎng)站光纜狀態(tài)數(shù)據(jù)圖

通過(guò)模型改進(jìn)分析，系統(tǒng)給可以給出直接的結(jié)果，系統(tǒng)給出建議整改8處，其中斷點(diǎn)處4處，大損耗點(diǎn)4處，我們根據(jù)結(jié)果對(duì)前80千米進(jìn)行了整改，通信質(zhì)量大幅提高，而后面兩處在其他維護(hù)公司，我們也已將建議發(fā)送了過(guò)去。根據(jù)整改數(shù)據(jù)，系統(tǒng)也給出了光纜故障的主要原因，并給出了響應(yīng)整改建議。

3.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及大數(shù)據(jù)篩查助力隱患整改

在光纜整改數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)也給出了進(jìn)一步的分析結(jié)果——光纜故障原因主要有三點(diǎn)，如圖5所示，系統(tǒng)結(jié)合百度及員工知識(shí)庫(kù)，也給出了響應(yīng)整改建議。

圖5 某分公司光纜故障原因分析

從整改斷芯來(lái)看，白蟻入侵造成光纜斷芯占多數(shù)，其次是地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生變化，然后是施工質(zhì)量不佳及其他原因（如鼠類(lèi)咬壞）。一年以來(lái)，共完成整改作業(yè)13次，其中白蟻入侵導(dǎo)致的斷點(diǎn)7次，地址變化造成3次，光纜施工質(zhì)量問(wèn)題2次，老鼠咬壞1次。

系統(tǒng)給出的建議是逐漸補(bǔ)全光纜接頭盒標(biāo)樁，每一個(gè)接頭盒上方都有標(biāo)樁及編號(hào)，這樣僅通過(guò)一次復(fù)測(cè)就能判斷斷點(diǎn)位置，會(huì)極大提高光纜故障斷點(diǎn)修復(fù)時(shí)間；對(duì)容易產(chǎn)生白蟻入侵的接頭盒處，采取放入驅(qū)蟲(chóng)藥物措施來(lái)避免白蟻入侵。建立管道光纜信息安全GIS系統(tǒng)，收集每一個(gè)光纜接頭盒的GPS坐標(biāo)，建立西南管道光纜安全信息系統(tǒng)，建立大數(shù)據(jù)分析，將每次光纜斷點(diǎn)位置及原因輸入數(shù)據(jù)庫(kù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)2年的不斷探索和創(chuàng)新，通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)技術(shù)，有效的利用了各類(lèi)閑置數(shù)據(jù)和零散數(shù)據(jù)，取得了一定的效果，初步建立了針對(duì)管道系統(tǒng)的智能化運(yùn)維管控體系，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)維過(guò)程中的人事物的智能化管理，實(shí)現(xiàn)了故障的分類(lèi)智能判斷和輔助決策，保障了管道通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，下一步我們將結(jié)合各類(lèi)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步優(yōu)化分析模型，開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)模型，提高故障預(yù)測(cè)和判斷的準(zhǔn)確性，這樣才能更好的為智慧管道服務(wù)。