管道巡檢監(jiān)控指揮集成系統(tǒng)的應(yīng)用

孫澤民，吳天俊，李桂香

中石化管道儲運分公司魯寧輸油處，山東鄒城 273500

1 緒論

石油是關(guān)系國家安全和國計民生的戰(zhàn)略性資源，是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是當今國際政治、經(jīng)濟、軍事、外交關(guān)注的焦點。輸油管道連接?xùn)|西、貫穿南北，大多地處荒郊野外，穿越崇山峻嶺，隨著國家經(jīng)濟社會持續(xù)快速發(fā)展，輸油管道的改造、更新和埋設(shè)時時都在進行，因此輸油管道的安全成為國家安全重要組成部分之一。在輸油管道管理工作任務(wù)愈加繁重的情況下，為滿足日益發(fā)展的地方城市規(guī)劃和建設(shè)的需要，廣泛應(yīng)用并具有廣闊前景的GIS 技術(shù)、用辦公自動化技術(shù)、WebGIS 技術(shù)、嵌入式GIS 技術(shù)和服務(wù)器無人職守技術(shù)等新興技術(shù)，開發(fā)建設(shè)“中石化管道儲運公司管道巡檢監(jiān)控指揮集成平臺”，避免部分巡線人員工作不及時、敷衍了事的現(xiàn)象，能降低巡檢工作管理成本，能加快巡檢維修養(yǎng)護工作的處理速度，顯著提高管道設(shè)施安全指標。

能通過手持設(shè)備采集管道、閥門、管套等企業(yè)設(shè)施的GIS屬性數(shù)據(jù)，采集結(jié)束后，通過嚴格的權(quán)限控制和審核措施，自動將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GIS 系統(tǒng)中，保證設(shè)施屬性的及時更新。能夠大大降低數(shù)據(jù)維護工作量。

2 主要經(jīng)濟技術(shù)指標

2.1 降低巡檢工作管理成本

系統(tǒng)通過智能手機實時上報的事件自動生成每一個巡視人員的巡視日志，巡視人員不再需要在巡視后專門返回辦公室填寫巡視日志，使得巡視日志的生成從2h 縮短到20min 以內(nèi)。

系統(tǒng)通過智能手機實時上報的經(jīng)緯度坐標，比對巡視工作指定的巡視區(qū)域和到位點，自動在電子地圖上顯示每一個巡視人員的實時位置，任意一個巡視人員離開巡視區(qū)域或者未達到指定巡視位置系統(tǒng)將在5min 之內(nèi)發(fā)現(xiàn)并提示管理人員。

2.2 加快事故處理速度

巡視人員可以通過類似“發(fā)短信”的方式上報巡視中發(fā)現(xiàn)的事件，并可以在事件上報中附帶現(xiàn)場照片，使得事件的發(fā)現(xiàn)→上報→提醒全過程由原來的4 ～6 個小時縮短到5min 以內(nèi)。

巡視人員上報緊急事故的時候，系統(tǒng)將同時提醒輸油處、巡檢部門、搶修部門、協(xié)調(diào)理賠部門，并將緊急事故的情況以短信方式發(fā)送到各個相關(guān)部門的主要領(lǐng)導(dǎo)手機上，使得緊急事故的上報在5 分鐘之內(nèi)完成。

2.3 提高GIS 數(shù)據(jù)的可重用性和易維護性

GIS 系統(tǒng)和數(shù)據(jù)格式相同，相互之間進行轉(zhuǎn)換非常容易。

手持端更新數(shù)據(jù)可以更加實時的保證數(shù)據(jù)的準確性，這樣更大程度的利用GIS 系統(tǒng)的優(yōu)勢。

2.4 提高整體人員生產(chǎn)效率

調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)將整個指揮中心，巡檢人員，搶修以及其他相關(guān)部門緊密的結(jié)合在一起，大大的提高了部門之間在事件處理上的效率，也縮短了事件處理的時間。

2.5 提高企業(yè)信息化水平

提供巡檢日志按時間、班組、事件類型的查詢統(tǒng)計，并能夠按照巡視人員上報事件能通過手持設(shè)備采集管道、閥門、管套等企業(yè)設(shè)施的GIS 屬性數(shù)據(jù)，采集結(jié)束后，通過嚴格的權(quán)限控制和審核措施，自動將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GIS 系統(tǒng)中，保證設(shè)施屬性的及時更新。能夠大大降低數(shù)據(jù)維護工作量，實時了解設(shè)施屬性、壓力流量等信息。

3 系統(tǒng)建設(shè)原理

巡檢系統(tǒng)由GPS 智能手持端和系統(tǒng)管理平臺利用GPRS 網(wǎng)絡(luò)組成一個實時巡檢管理系統(tǒng)。巡檢人員在巡檢時攜帶手持式的GPS 智能終端，每隔20s（按巡檢方式不同可設(shè)置）自動向管理中心通過GPRS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送位置信息，若發(fā)現(xiàn)管線發(fā)生故障可以記錄在GPS 智能終端內(nèi)，并可經(jīng)GPRS 網(wǎng)絡(luò)傳回系統(tǒng)管理平臺，在需要檢查附屬設(shè)施處，工作狀態(tài)和運行參數(shù)也可以同樣的方式傳回系統(tǒng)管理平臺。系統(tǒng)管理平臺會對人員的位置信息，管線故障，設(shè)施的狀態(tài)和參數(shù)自動統(tǒng)計，分析合評估，并生成各類統(tǒng)計分析報表，通過巡檢到位報表了解巡檢人員的巡檢軌跡和巡檢到位情況；通過管線故障和設(shè)施狀態(tài)、參數(shù)等數(shù)據(jù)類報表可掌握、分析設(shè)施運行情況，缺陷分析。

4 系統(tǒng)設(shè)計原則

4.1 貼近需求

平臺的構(gòu)想、設(shè)計、開發(fā)建設(shè)完全在對用戶需求充分調(diào)研的基礎(chǔ)上實施，結(jié)合以往該類項目的工作經(jīng)驗，從實用出發(fā)，切實滿足輸油管道管理工作需求。

4.2 數(shù)據(jù)維護工作量小

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)全部來源于已經(jīng)建成的管道管理信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)完全共享，只需要對原GIS 系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)維護，即可對巡檢系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)維護。

4.3 高可靠性及性能穩(wěn)定

在服務(wù)器端安裝大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以直接使用已有的雙機熱備份技術(shù)，加上數(shù)據(jù)庫本身的備份技術(shù)，充分保證了系統(tǒng)的高可靠性和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

4.4 先進性

系統(tǒng)建立在擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的GIS 平臺之上，實現(xiàn)了桌面系統(tǒng)、Web、手持設(shè)備共用一套空間數(shù)據(jù)庫的核心技術(shù)。通過在智能手機上的嵌入式開發(fā)，成功的把外業(yè)巡視人員納入辦公自動化范疇。

4.5 良好的可集成性

系統(tǒng)在設(shè)計中充分采用了SOA 的設(shè)計理念，一方面使得系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠通過公用接口方便的被其它系統(tǒng)使用，保證數(shù)據(jù)最大限度的被重復(fù)利用；另一方面面向服務(wù)的松耦合結(jié)構(gòu)也保證系統(tǒng)容易與其它系統(tǒng)相互集成。

4.6 充分保證安全性、保密性

系統(tǒng)的安全性和保密性是通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)來實現(xiàn)的，對每個角色都有嚴格的權(quán)限設(shè)置，使得工作安全責任有了嚴格地把關(guān)，明確責任。

4.7 系統(tǒng)的開放性

系統(tǒng)采用的都是開放技術(shù)，如工業(yè)標準的商業(yè)數(shù)據(jù)庫、通用的開發(fā)語言，標準的接口模式等，保證了系統(tǒng)的開放性。外部系統(tǒng)的接口可采用文件方式、數(shù)據(jù)庫方式、進程通訊方式，能將SCADA 系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、現(xiàn)場在線監(jiān)測系統(tǒng)等外部應(yīng)用結(jié)合進來，從而實現(xiàn)企業(yè)級信息資源共享。

5 系統(tǒng)框架

5.1 系統(tǒng)組成

整個系統(tǒng)主要由三大部分組成：手持終端、數(shù)據(jù)中心、展示平臺。

1）手持終端：巡線工利用巡檢手持終端沿著管線進行巡線，將實時巡線信息通過巡檢終端進行采集并通過GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心；

2）數(shù)據(jù)中心：位于各輸油處的機房服務(wù)器上，主要負責接收巡檢終端傳回的數(shù)據(jù)并進行分析處理和入庫工作；

3）展示平臺：負責將巡線信息展現(xiàn)到地圖上，管理人員利用此系統(tǒng)可以直觀的查詢跟蹤野外巡線工的巡線情況，以此為管線安全運營提供科學(xué)的決策依據(jù)。

6 系統(tǒng)功能

6.1 輸油處數(shù)據(jù)維護中心功能

6.1.1 管道設(shè)施監(jiān)管

考慮管道、管徑、閥室、站場的連接情況、行政從屬劃分要素圖層，建立標準屬性表；完成基本的圖形編輯、添刪改查、自動維護拓撲連接關(guān)系；實現(xiàn)按標準格式批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)。

6.1.2 設(shè)施管理

數(shù)據(jù)瀏覽、打印、查詢、統(tǒng)計、量算、定位、斷面分析。

6.1.3. 離線編輯

實現(xiàn)各個分站分別提交管線數(shù)據(jù)，遠程操作數(shù)據(jù)，輸油處統(tǒng)一審批入庫管理。

6.2 指揮監(jiān)控端功能

6.2.1 地圖定位

地名定位，道路名定位，坐標定位，設(shè)施定位，站場定位，自定義區(qū)定位。

6.2.2 管線跨越監(jiān)管

對管線所經(jīng)過區(qū)域的公路穿越、河流穿越、河流跨越等危險地帶，可以根據(jù)屬性進行統(tǒng)計，使巡線員了解自己所負責區(qū)域穿跨越情況，方便及時監(jiān)測。

6.2.3. 數(shù)據(jù)切換

各輸油處能夠按照需要自由的在全貌電子地圖和分站電力地圖之間自由切換.

6.2.4. 軌跡管理

顯示人員的歷史軌跡。

7 結(jié)論

中石化管道儲運公司管道巡檢監(jiān)控指揮集成系統(tǒng)的實施，能將所有巡檢人員位置信息，設(shè)備狀態(tài)和運行參數(shù)可以實時，自動地進行匯總，最大程度保證了數(shù)據(jù)的客觀與真實，避免了各種人為因素，為管線及附屬設(shè)施的日常運行，維護保養(yǎng)提供有力的幫助。通過在智能手機上的嵌入式開發(fā)，成功的把外業(yè)巡視人員納入辦公自動化范疇。能加快巡檢維修養(yǎng)護工作的處理速度，顯著提高管道設(shè)施安全指標。

[1]GPS定位器的技術(shù)資料(百度網(wǎng)電子文獻).

[2]中石化管道儲運公司、分公司魯寧輸油處.輸油管道GPS巡檢管理制度，中石化管道儲運分公司輸油調(diào)度管理條例.

[3]辦公自動化技術(shù)的應(yīng)用規(guī)范.