黃潔馨，王亞群，楊宏偉

(中海石油氣電集團有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心，北京 100028)

0 引言

近年來管道事故頻發(fā)，“11·22事故”“天津港爆炸事故”和“大連原油泄漏”等給國家和人民帶來了不可估量的損失。國家高度重視管道安全管理工作，國家安全監(jiān)管部門對油氣管道的建設(shè)、運營提出了更高的管理要求。2015年國家發(fā)布的GB 32167—2015 《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》對油氣管道的全生命周期管理提出要求：完整性管理應(yīng)貫穿管道全生命周期，包括設(shè)計、采購、施工、投產(chǎn)、運行和報廢。2016年5部委聯(lián)合發(fā)文：《關(guān)于貫徹落實國務(wù)院安委會工作要求全面推行油氣輸送管道完整性管理的通知》(發(fā)改能源〔2016〕2197號)明確要求：中國石油、中國石化、中國海油、中國航油及各省油氣管道企業(yè)等全面推行管道完整性管理，制定完整性管理方案。

管道完整性管理經(jīng)過國內(nèi)外多年的研究和實踐，已經(jīng)成為當前國際上最為認可的管道安全管理模式。建設(shè)期作為管道全生命周期完整性管理的源頭，重視源頭管理、重視數(shù)據(jù)采集，在建設(shè)期開展完整性管理，對關(guān)鍵點進行必要的質(zhì)量控制，是實現(xiàn)油氣管道全生命周期管理的關(guān)鍵步驟[1]。

1 建設(shè)思路

建設(shè)期完整性系統(tǒng)建設(shè)，應(yīng)實現(xiàn)基礎(chǔ)通用功能及建設(shè)期設(shè)計成果管理、施工數(shù)據(jù)采集。同時，應(yīng)充分考慮后續(xù)運營期管道完整性管理需求，預(yù)留運營期完整性管理接口，保障運營期功能的擴展，最終實現(xiàn)全生命周期完整性管理。

2 采集數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)主要包括但不限于：地理背景數(shù)據(jù)、設(shè)計階段成果數(shù)據(jù)、施工階段數(shù)據(jù)、設(shè)備材料數(shù)據(jù)。

2.1 地理背景數(shù)據(jù)

地理背景數(shù)據(jù)主要包括但不限于：管線周邊環(huán)境的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和應(yīng)急資源數(shù)據(jù)。

2.2 設(shè)計階段成果數(shù)據(jù)

設(shè)計階段所有主要成果數(shù)據(jù)[2]，包括但不限于：可行性研究成果、初步設(shè)計成果、施工圖設(shè)計成果以及各專項評價成果。

2.3 施工階段數(shù)據(jù)

施工階段所有主要數(shù)據(jù)，包括但不限于：外協(xié)數(shù)據(jù)、管道數(shù)據(jù)、站場(含閥室)數(shù)據(jù)、施工影像資料。

2.4 設(shè)備材料數(shù)據(jù)

設(shè)備材料數(shù)據(jù)主要包括但不限于：設(shè)備材料屬性信息和設(shè)備材料檢驗記錄。

施工過程中所有主要設(shè)備材料，包括但不限于：管材(鋼管、熱彎、冷彎)、閥門、三通、分離設(shè)備、過濾設(shè)備、閥類設(shè)備、發(fā)電機、變壓器、斷路器、配電裝置、避雷器、收發(fā)球筒、自控測量儀器儀表、電氣就地盤柜及儀控裝置。

3 主要建設(shè)內(nèi)容

建設(shè)目標是實現(xiàn)數(shù)據(jù)二三維可視化、合規(guī)性管理及資料管理。同時，通過設(shè)計成果管理、施工數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)建設(shè)期數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理。系統(tǒng)應(yīng)充分考慮運營期擴展需求，預(yù)留運營期功能擴展接口，為全生命周期完整性管理奠定基礎(chǔ)。

系統(tǒng)用戶應(yīng)覆蓋建設(shè)單位領(lǐng)導(dǎo)及各部室管理人員，PMC管理人員，設(shè)計單位、施工單位及物資單位相關(guān)填報人員等。實現(xiàn)對設(shè)計、施工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及基本業(yè)務(wù)信息的規(guī)范化、流程化管理，提升管理效率。以數(shù)據(jù)為核心，保障建設(shè)期完整性數(shù)據(jù)采集的完整性、準確性及全面性，輔助項目管控，提升完整性管理水平。

3.1 基礎(chǔ)通用功能

基礎(chǔ)通用功能貫穿管道建設(shè)期和運營期，為管道建設(shè)和運營提供基礎(chǔ)支撐功能，包含二三維可視化、合規(guī)性管理以及資料管理。

3.1.1 二三維可視化

二三維可視化功能需包括：WEB地圖、空間數(shù)據(jù)管理、空間計算與分析、空間數(shù)據(jù)發(fā)布、空間查詢、系統(tǒng)管理、場景管理、漫游管理、專題功能、計算分析、UI功能、輔助功能、3DGIS、矢量編輯、地下功能等。

基于二三維可視化功能實現(xiàn)管道周邊影像數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)的加載和瀏覽，通過施工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將實時收集的數(shù)據(jù)不斷加載到管道模型，滿足設(shè)計成果查詢、施工進度展示等二三維可視化應(yīng)用。

3.1.2 合規(guī)性管理

管道的建設(shè)及完整性管理依照國家、地方及行業(yè)的相關(guān)政策及標準的要求開展工作。合規(guī)性管理提取管道完整性管理相關(guān)制度及法律、法規(guī)、標準規(guī)范等強制性要求，并在系統(tǒng)中設(shè)置警戒值和工作標準，針對超閾值或即將過期的項目，系統(tǒng)及時向相關(guān)人員報警，并自動生成事件提醒，實現(xiàn)閉環(huán)管理，確保管道運行依法合規(guī)。

3.1.3 資料管理

資料管理依照《國家重大建設(shè)項目文件歸檔要求與檔案整理規(guī)范》和《建設(shè)項目電子文件歸檔和電子檔案管理暫行辦法》等規(guī)范實現(xiàn)對輸氣管線建設(shè)過程中產(chǎn)生的各類電子文檔的存儲，實現(xiàn)過程文件的自動分類存檔功能，并提供分級查看調(diào)閱等功能，確保建設(shè)期和運營期產(chǎn)生的電子文檔有效的儲存和調(diào)閱?？傮w功能需包含：目錄管理、授權(quán)管理、文檔中心、文檔搜索等。

3.2 建設(shè)期完整性

建設(shè)期完整性主要包含設(shè)計成果管理系統(tǒng)、施工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和倉儲管理系統(tǒng)。

3.2.1 設(shè)計成果管理系統(tǒng)

實現(xiàn)各階段設(shè)計成果與管道周邊環(huán)境數(shù)據(jù)的疊加展示，支持設(shè)計成果的可視化，輔助進行設(shè)計成果審核，發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題。設(shè)計成果系統(tǒng)功能包含但不限于快速定位、可研階段成果管理，專項評價管理，初設(shè)階段成果管理，施工圖成果管理。

(1)快速定位：按項目、管線、中線樁、站場閥室、接收站的查詢及定位，并在地圖上進行可視化展示。

(2)可研階段成果管理：實現(xiàn)可研階段成果項目概況、管線、中線樁、站場及閥室基礎(chǔ)信息的統(tǒng)一維護和管理，支持基礎(chǔ)信息的新增、修改、刪除、導(dǎo)入導(dǎo)出，并支持在地圖上進行定位及詳細信息查看。

(3)初設(shè)階段成果管理：實現(xiàn)管線基礎(chǔ)信息、線路、防腐、通信及穿越設(shè)計成果的結(jié)構(gòu)化管理，建立初設(shè)成果與二三維地圖關(guān)聯(lián)關(guān)系，支持設(shè)計成果的定位展示。同時，針對初設(shè)成果設(shè)置專題圖層，實現(xiàn)地圖上實現(xiàn)初設(shè)階段路由走向及站場閥室平面圖與地理信息系統(tǒng)的疊加，直觀展現(xiàn)初設(shè)階段設(shè)計成果。

(4)施工圖成果管理：施工圖管理將施工圖階段設(shè)計成果與地理信息系統(tǒng)疊加，直觀展現(xiàn)設(shè)計成果。施工圖成果管理實現(xiàn)對施工圖設(shè)計成果關(guān)鍵專業(yè)的分類管理，線路工程管理包含管道基礎(chǔ)信息管理、線路信息管理、穿跨越信息管理、腐蝕與防護管理(管道、站場兩部分)、工藝信息管理、機械信息管理、自動控制信息管理、供配電信息各相關(guān)專業(yè)管理，并支持管道專業(yè)信息在地圖中定位展示。

(5)專項評價報告重點要素管理：針對結(jié)構(gòu)化處理的專項評價報告重點要素，基于管道基礎(chǔ)地理信息平臺，實現(xiàn)專項評價報告重點要素與管道周邊影像數(shù)據(jù)進行疊加，直觀展現(xiàn)管道路由與管道周邊環(huán)境的關(guān)系。結(jié)構(gòu)化專項評價報告應(yīng)包含環(huán)評、地震、地質(zhì)災(zāi)害、文物、壓覆礦、安評、職評、水保、節(jié)能九類。

3.2.2 施工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

應(yīng)基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范，固化數(shù)據(jù)規(guī)范中采集內(nèi)容及流程，實現(xiàn)數(shù)據(jù)標準統(tǒng)一。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包含管理端及移動端，共用同一數(shù)據(jù)庫。同時，為有效保障數(shù)據(jù)準確性，二維碼作為一種數(shù)據(jù)對齊有效方式，施工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)支持二維碼技術(shù)，支持以二維碼貫穿各個專業(yè)的信息成果，減少現(xiàn)場填報工作量，避免多專業(yè)協(xié)作造成的數(shù)據(jù)不連貫、拓撲關(guān)聯(lián)丟失的問題。

(1)管理端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：施工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要功能包含但不限于管道部分、站場部分、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)校驗?zāi)K：管道部分涵蓋管材信息、管道焊接、管道檢測、管道敷設(shè)、管道附屬物、管道陰保、管道穿跨越、管道通信及管道清管試壓干燥管理等；站場部分涵蓋工藝專業(yè)、動設(shè)備、靜設(shè)備、自控設(shè)備、腐蝕與防護、站場通信、供配電、總圖、建筑結(jié)構(gòu)、給排水、消防、供熱、暖通等；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包含焊工信息及施工機組信息；數(shù)據(jù)校驗功能支持對入庫數(shù)據(jù)的自動校驗。系統(tǒng)針對問題數(shù)據(jù)進行提醒。

(2)移動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：開發(fā)移動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，提供在移動設(shè)備安裝的移動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)APP。移動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與管理端系統(tǒng)相配套。通過融合二維碼技術(shù)、移動互聯(lián)技術(shù)，實現(xiàn)基于移動端的現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)采集，同時支持與管理端數(shù)據(jù)的同步和基于GIS的施工數(shù)據(jù)可視化查看。

移動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)支持線路部分數(shù)據(jù)上報、站場部分數(shù)據(jù)上報、地圖查詢、材料管理、個人中心及基礎(chǔ)配置功能。其中線路部分數(shù)據(jù)上報應(yīng)實現(xiàn)管道焊接(含焊接信息、防腐補傷、防腐補口、焊口返修等數(shù)據(jù)上報)及附屬物(包含水工保護、標志樁、警示牌等)信息管理；站場部分應(yīng)實現(xiàn)站場主干專業(yè)施工信息的數(shù)據(jù)采集上報功能；地圖查詢應(yīng)支持管道路由、樁號及水保設(shè)施等定位查詢展示；材料管理應(yīng)包括但不限于鋼管信息、熱彎鋼管、冷彎鋼管及切管信息維護。

3.2.3 倉儲管理系統(tǒng)

基于項目倉儲管理需求，結(jié)合供應(yīng)商入庫的設(shè)備材料數(shù)據(jù)和二維碼，應(yīng)進行調(diào)撥單管理、開箱驗收、入庫、領(lǐng)用出庫、移庫、退庫、盤點等倉儲業(yè)務(wù)管理。倉儲管理系統(tǒng)應(yīng)包括但不限于基礎(chǔ)設(shè)置、倉儲管理和報表管理。

其中基礎(chǔ)設(shè)置應(yīng)包括但不限于中轉(zhuǎn)站、倉庫、物資分類等設(shè)置；倉儲管理應(yīng)包括但不限于：調(diào)撥管理、到貨驗收入庫、領(lǐng)用出庫、移庫、退庫、庫存盤點等；報表管理中，庫存臺帳應(yīng)按項目管理需求，制定庫存管理報表及統(tǒng)計分析功能，并通過出入庫的記錄，按照項目管理需求，制定材料設(shè)備收發(fā)存日報。

3.3 數(shù)據(jù)處理

需配置專門的數(shù)據(jù)處理人員，依據(jù)相關(guān)規(guī)范，同步開展相關(guān)數(shù)據(jù)審核、處理及入庫工作。數(shù)據(jù)模板需內(nèi)置于完整性管理信息系統(tǒng)中，允許數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入導(dǎo)出，并能對數(shù)據(jù)有效性進行校驗。

3.3.1 地理背景數(shù)據(jù)處理入庫

按照行業(yè)及企業(yè)相關(guān)規(guī)范要求，對管道沿線地理背景數(shù)據(jù)進行處理入庫。地理背景數(shù)據(jù)處理成果必須滿足Web地圖服務(wù)(WMS)發(fā)布要求，并能夠作為地圖底圖在完整性管理信息系統(tǒng)中進行展示及應(yīng)用。

3.3.2 設(shè)計成果處理入庫

依據(jù)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準，對可行性研究、初設(shè)、施工圖設(shè)計成果文件及專項評價報告進行結(jié)構(gòu)化提取、入庫，實現(xiàn)各階段設(shè)計成果基于GIS的疊加展示。

(1)可行性研究成果入庫：將可行性研究成果文件存檔，并支持成果文件的查看、下載；可研路由進行結(jié)構(gòu)化處理和可視化展示。

(2)初步設(shè)計成果入庫：將初步設(shè)計成果文件存檔，并支持成果文件的查看、下載；將初步設(shè)計成果中的管道路由和站場閥室平面圖可視化。

(3)施工圖設(shè)計成果入庫：將施工圖設(shè)計成果文件存檔，并支持成果文件的查看、下載。

(4)專項評價成果文件存檔及重點要素可視化：將各專項評價成果文件進行結(jié)構(gòu)化提取，并基于管道基礎(chǔ)地理信息平臺，將專項評價報告重點要素與管道周邊影像數(shù)據(jù)進行疊加，直觀展現(xiàn)管道路由與管道周邊環(huán)境數(shù)據(jù)的關(guān)系。專項評價報告重點要素包含不限于表1所列。

表1 專項評價報告重點要素

3.3.3 施工數(shù)據(jù)處理入庫

對已采集的施工數(shù)據(jù)進行審核，監(jiān)管各類數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭與流向，確保數(shù)據(jù)源的唯一性。及時發(fā)現(xiàn)并反饋問題數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)順利入庫。

對施工數(shù)據(jù)進行基礎(chǔ)校驗、存在校驗、邏輯校驗、GIS校驗、準確性、完整性校驗。判斷焊口信息、焊口測量、無損檢測、防腐補口等數(shù)據(jù)是否完整，通過焊口位置與設(shè)計路由距離比較判斷焊口是否偏移設(shè)計中線。針對發(fā)現(xiàn)的問題及時反饋，保障系統(tǒng)中數(shù)據(jù)及時性、準確性、完整性。施工數(shù)據(jù)處理入庫內(nèi)容包括但不限于：

(1)管道數(shù)據(jù)：管道焊接、管道檢測、管道敷設(shè)、管道附屬物、管道穿跨越、管道通信、管道陰保、管道清管試壓干燥數(shù)據(jù)等；

(2)站場數(shù)據(jù)：工藝專業(yè)、動設(shè)備、靜設(shè)備、自控設(shè)備、腐蝕與防護、站場通信、供配電、總圖、建筑結(jié)構(gòu)、給排水、消防、供熱、暖通數(shù)據(jù)等；

(3)施工影像資料：包括但不限于所有施工過程的圖片、攝影數(shù)據(jù)信息拍攝收集，如隱蔽工程施工過程圖片、攝影拍攝收集等。

3.3.4 設(shè)備材料數(shù)據(jù)處理入庫

從廠商技術(shù)資料、施工過程文檔、設(shè)備采購資料中提取出相應(yīng)的字段信息，并按規(guī)定分類整理存儲，做好數(shù)據(jù)入庫。管道施工過程中所有主要設(shè)備材料，包括但不限于：管材(鋼管、熱彎、冷彎)、閥門、三通、分離設(shè)備、過濾設(shè)備、閥類設(shè)備、發(fā)電機、變壓器、斷路器、配電裝置、避雷器、收發(fā)球筒、自控測量儀器儀表、電氣就地盤柜及儀控裝置。

3.3.5 按比例完成管道關(guān)鍵點數(shù)據(jù)復(fù)測

為保障數(shù)據(jù)采集質(zhì)量，建議按照行業(yè)數(shù)據(jù)采集要求開展復(fù)測工作。

3.4 軟硬件環(huán)境建設(shè)

3.4.1 典型軟硬件采購清單

根據(jù)系統(tǒng)建成后實際情況綜合考慮，典型軟硬件采購清單如表2所示。

表2 專項評價報告重點要素

3.4.2 系統(tǒng)安全

系統(tǒng)安全建設(shè)(包含軟硬件采購、機房及網(wǎng)絡(luò)布設(shè)、系統(tǒng)建設(shè)等)范圍包括：物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全等部分。

4 結(jié)語

開展建設(shè)期管道完整性管理信息系統(tǒng)建設(shè)，依托大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動應(yīng)用等新技術(shù)，對實現(xiàn)管道建設(shè)期數(shù)據(jù)采集及數(shù)字化交付、運營期規(guī)范化流程化管理、保障管網(wǎng)安全、經(jīng)濟、高效運行，具有重要意義。