基于位置服務的長輸管道巡檢系統

李曉波 林淵 婁建新 肖峰

（塔里木油田公司塔西南勘探開發公司 新疆喀什844000）

通過業界對管道巡線發現的各類安全隱患進行分析，排在前3位的事故隱患分別是第三方施工、非法占壓管道和水工保護。這些事件帶有一定的突發性和偶然性，巡檢人員第一時間上報發現的安全隱患非常重要。傳統的巡線系統難以滿足隨時隨地獲取信息的要求，通過信息化的建設，將信息終端擴展到了P D A、手機等移動終端上。可以實現對巡視線路的監視,巡檢人員工作狀態檢查,實時報警以及在GIS（地理信息系統）上顯示事故點等,可以實現對長輸管道數字化、可視化、實時化巡線管理,切實提高了緊急故障處理的能力和協調水平,保障整個天然氣管線安全穩定可靠地運行。

一、系統架構及功能

1.網絡架構

系統網絡由調控中心、巡線工業終端、及通訊運營網絡所構成。其中：

調控中心配置系統所需的通信服務器及GIS服務器，是整個系統的核心，管理設置下一級到各基層站，調控中心負責與巡線工業終端的信息交互，完成各種巡線事件、通知消息的接受、分類，記錄和轉發，調控中心采用中國聯通GPRS，結合GIS結合終端大屏顯示，實現對巡線員工的安全監控與指揮調度。

巡檢工業終端，利用全球定位系統(GPS)作為定位信號源，計算出移動終端所在位置信息，通過數據接口完成協議，數據格式等轉換，結合管道野外巡線業務，以及調度指揮等信息終端的。通訊模塊和中心服務器通訊采用采用TCP/IP協議，通過建立專用Socket連接，將位置和其他信息封裝在數據包中，通過Socket連接發送到對方。

調控中心與巡檢工業終端的通訊，以GPRS(移動數據業務)作為主要方式通信模式，巡檢工業終端的定位信息、上報信息均通過GPRS上傳到調控中心，并存放在數據庫服務器中。

2.系統功能

系統采用面向服務的體系架構（SOA）思想，基于三層瀏覽器/服務器（B/S）架構，以GIS為基礎平臺，APDM作為管道數據模型，采用Oracle進行數據存儲和管理，基于微軟DotNet Framework平臺的進行軟件開發，系統功能主要由巡線工業終端、WE B應用及服務端組成。

工作人員通過瀏覽器完成事件查看及處理、地圖瀏覽、人員監控、指標統計等功能，其中服務端支持巡線終端與We b應用可以通過We b服務器實現對數據庫的操作。巡線管理包括選型區段管理、考勤點管理、巡線事件管理、人員監控、人員與設備管理、GIS展示、統計報表、系統接口。

3.數據庫及數據組織

地理信息系統的底層開始與數據庫技術相結合而發展為空間數據庫。空間數據庫技術在管理海量數據、分布式數據存儲、解決屬性與空間數據一致性等問題上比傳統的文件存儲方式有很大的優勢，使得管道專業數據、遙感影像、環境專題數據、基礎地理等各方面的數據得到整合。系統數據由管線專業數據及基礎地理數據所組成，數據種類包括：基礎GIS信息、管道設施數據、應急資源數據、管道G P S巡線軌跡數據、巡線事件等。

二、應用情況

南疆天然氣利民工程由4條干線、19條支線構成，途經阿克蘇地區、克孜勒蘇柯爾克孜自治州（簡稱克州）、喀什地區和和田地區，管道全長近2500km,位居在新疆以南，緊鄰塔克拉瑪干大沙漠，自然條件極其惡劣。由塔西南勘探開發公司喀什油氣運行中心對全線的生產和管理進行統一指揮、統一調配。管道運行管理部分別在喀什、和田、澤普、阿克蘇、圖木舒克、麥蓋提6個基層站，負責所轄分區的線路及相應站場（包括線路閥室）的操作、維護、巡檢、運行管理等工作。

針對南疆管道大部分處在自然環境比較復雜的戈壁、沙漠、濕地等環節，部分區域難以通過，部分無人區域采用車載巡檢的方式來實現。巡檢實際通過位置往往離管道有一定距離。因此在參考實地道路、環境的基礎上，結合管道的一些關鍵地點如：人員活動密集區域，水工保護、穿跨越、地質災害、第三方施工、陰保樁、轉角樁等，制定了巡檢關鍵點，作為巡線工作考核指標。將這些業務邏輯集成到巡檢終端中，涵括從事件上報、地圖查看、位置監控，沿線周邊環境數據等整合到一個操作簡單的軟件應用中，簡化現場數據上報實際操作。在同時將這些巡檢關鍵點利用GIS做分析確認，存儲到管道數據庫中。這些有針對性實際線路管理方法和措施的落實,有效建立起了一套科學的、行之有效的維護巡檢體系,保證整個天然氣管道安全穩定可靠運行。很好地完成建設初期的預期要求。

結語

天然氣長輸管道巡檢系統的建立了管理人員、技術人員、巡線人員多層協同工作平臺，實現巡檢信息的上報、統計、查詢。運用位置服務及GIS技術，監控人員可以在千里之外獲悉巡線現場周邊及安全情況，安排和指揮管道的保養維護工作，系統的投入使用解決野外管道巡線數據采集困難、管道事件記錄上報過程繁瑣、周期長的問題。提高了管道巡檢的信息化、標準化、實時化、智能化及可控性。實現現場巡檢管理、缺陷管理以及野外巡線工作管理的精確量化，促進了天然氣管道的安全運行管理水平。

[1]王瑞萍，2008，《數字管道技術應用現狀與前景展望》，油氣田地面工程，27卷第2期.

[2]唐丹，2012，《南疆天然氣利民工程管道建設效益分析》，油氣田地面工程，第5期.