基于GIS技術的油氣管道安全管理方法

金　龍（大慶油田工程建設有限公司管道公司，黑龍江 大慶 163453）

基于GIS技術的油氣管道安全管理方法

金龍
（大慶油田工程建設有限公司管道公司，黑龍江 大慶 163453）

國內能源需求的增長加速了油氣管道建設的步伐，隨著現有油氣管道服役年限和新建油氣管道的增長，其復雜性越來越高、遇到的問題越來越多，傳統的管理方法難以適應管道運營的安全要求。為解決油氣管道安全管理面臨的嚴峻形勢，本文簡要介紹了GIS技術的優勢和特點。分析了GIS技術在油氣管道安全管理領域的創新，為應用系統的建設提供了思路。

GIS；油氣管道；安全管理

1　引言

國內能源需求的增長加速了油氣管道建設的步伐，隨著現有油氣管道服役年限和新建油氣管道的增長，其復雜性越來越高、遇到的問題越來越多，再加上管道沿線盜油案件的時有發生,進而引起的人員傷亡、環境污染、災難性破壞、管道爆裂、油氣泄漏的風險也隨之增加。這使得傳統的油氣管道管理方式、方法手段越來越難以適應日益復雜的環境對管道安全管理的要求。因此,管道安全管理成為管道建設方、運營方所面臨的嚴峻問題。

管道安全管理十分復雜,它涉及到管道的地形地貌、地質條件、地面設施、自然人文環境等各方面。這些信息往往都包含周圍環境的空間特征信息，如突發事件的地理位置；事件的空間發展情況；爆炸或毒氣的擴散范圍及發展分布情況；受影響的人財物情況等。采用常規的方法一般是對這些因素進行簡化，采用系數法來進行處理，結果往往造成處理不及時、不到位。隨著信息化、網絡化以及軟件技術的不斷發展,信息處理技術特別是與地理信息系統(簡稱GIS)相關的應用也開始應用于管道建設行業。由于GIS在空間數據的組織、管理、分析、存儲和處理上有著很大優勢,因此它為解決當前管道安全管理所存在的問題提供了新的思路。在美加等國家,GIS系統的建設是油氣管道建設和管理的一個重要方面,目前已實現空間信息的采集、儲存、處理和制圖一體化管理。如何利用GIS技術來提高管道安全管理的及時性、有效性和準確性,減少管道安全事故的發生和損失,是油氣管道面臨的重大課題。

2　GIS技術的優勢和特點

地理信息系統是以采集、存儲、管理、分析、描述和應用整個或部分地球表面與空間地理分布有關的數據信息的計算機系統，它由硬件、軟件、數據和用戶有機結合而成，主要功能是實現地理空間數據的采集、編輯、管理、分析、統計與制圖等。GIS始于60年代的加拿大與美國，而后各國相繼投入了大量的研究工作。自80年代末以來，特別是隨著計算機技術的迅速發展，地理信息的處理、分析手段日趨先進，GIS技術日臻成熟，已廣泛地應用于城市規劃、市政管理、政府管理、環境、資源、交通、公安、災害預測、經濟咨詢、投資評價和軍事等與地理信息相關的幾乎所有領域。隨著信息技術尤其是計算機技術的快速發展、數字地球的提出與實施，以及GIS應用程度的不斷深入和應用范圍的逐漸擴大，GIS正處于急劇變化與發展之中。

2.1GIS技術的特點

GIS操作的是空間數據，空間數據包括地理數據、屬性數據、幾何數據、時間數據。GIS對空間數據的管理與操作，是它的主要特點，也是區別于其他類型的信息管理系統的重要標志。

2.2GIS的技術優勢

GIS獨特的空間分析能力、快速的空間定位搜索能力和復雜的查詢功能、強大的圖形處理和表達能力、空間模擬和空間決策支持等，是GIS的優勢所在，通過這些能力可以從現有的數據中挖掘出常規方法難以取得重要數據和信息。

3　GIS技術在油氣管道安全管理領域的創新

管道安全管理十分復雜，在GIS技術沒有應用到管道建設行業前，安全事件的處理完全靠人工采集、匯總、分析信息，過程非常繁瑣。這樣既可能導致安全事件處理不當，又造成人力物力的浪費。基于GIS的油氣管道安全管理，可以有效的幫助決策者了解安全事件產生和發展情況，做到未到現場先定方案，減少造成的損失和破壞。除此之外，GIS還能綜合空間信息，評估各區段管道的運行風險，分析風險類型和原因，預防事故的發生。基于GIS的油氣管道安全管理分為以下幾個層面。

3.1安全事件監測

安全事件監測是GIS應用的初級層次，能夠以油氣管道監測系統獲取的數據為基礎，如管道的腐蝕狀況監測，分析該類缺陷可能導致的安全狀況，結合缺陷所在區域的水文地質條件等空間信息，評估其安全狀況，預測可能的發展趨勢，從而確定目標的安全等級。

3.2安全風險預測

對發生安全事件的特定區域進行歸納，記錄各類安全事件發生頻率，依靠這些數據對安全事件的影響因素，如地質條件、氣候條件等特征進行辯征分析。通過GIS檢索管道沿線符合該特征的區域，建立安全預警區，重點排查隱患。同時，對各項特征發展情況進行檢測，以實現安全風險預測。

3.3設計施工防護

通過對海量歷史數據的研究，分析安全事件的發生發展規律，探究其發生機理，建立可靠的管道損傷模型，以便在設計施工階段，有針對性的進行防護，減少安全隱患，提高管道服役年限。但是這種分析需要全面的地理數據，隨著國家基礎地理信息數據的完善和測繪技術的發展，基于GIS技術的應用將會更加完善。

4　結語

通過GIS技術在管道安全管理中的創新與應用，可以發現GIS技術具有實用性強、操作簡單、可靠性高等優點，同時它具有管理科學化、基礎資料數字化、數據更新自動化、決策支持智能化、事故處理及時化、設計與施工一體化、運行管理安全化等優勢，可以準確、快速、安全地對油氣管道沿線情況進行交互式數據管理。使用GIS技術，實現了把管道及其地形地貌、地質條件、地面設施、自然人文環境等空間信息進行綜合分析，一旦發生安全事件，可以及時準確定位發生地的地理位置、事件發展情況及管道相關的技術參數，從而制定相應的措施方案。在油氣管道安全管理中使用GIS技術，不僅能提高效率，而且能節約資源，保證管道安全運行。