化工工藝管道管理信息系統的設計與實現

柴中奎++胥勝林++夏維

摘 要根據中石化長嶺分公司的要求，通過對化工工藝管道管理功能需求分析，提出了采用C#.NET和MS SQL Server 2010為開發工具，基于GIS操作平臺進行二次開發的設計方案，實現了化工工藝管道的臺帳管理、技術參數管理、地形圖管理和管道預警管理功能。

【關鍵詞】工藝管道 管理信息系統 設計

1 前言

近幾年，不論是輸油管道、輸氣管道，還是煉化企業廠區間原料輸送管道，石油行業因管道破裂而導致的事故頻繁發生，造成人員傷亡、財產損失，給企業造成了嚴重的經濟損失和社會影響。

中共中央提出，要深化安全生產管理體制改革，建立隱患排查治理體系和安全預防控制體系，遏制重特大安全事故。為貫徹落實中央精神，更為人民群眾的生命安全著想，中石化長嶺分公司特委托我院成立專門的調研團隊，對廠區全部工藝管道進行全面清查，排除隱患，徹底改造，并建立一套符合石化生產特點、功能強大的工藝管道管理信息系統，以適應現代石化企業安全生產和科學化管理的需要。

隨著計算機軟硬件技術的發展以及中石化對管道信息管理的需求增加，傳統的人工管理時間慢、效率差、查詢困難，這種管理模式越來越難以適應現代工藝管道管理的需求，建立新型的工藝管道管理模式成為必然。

2 系統總體目標

根據GIS信息及中石化長嶺分公司提供的“管道現場施工圖”和 “裝置PID圖”，由湖南石油化工職業技術學院為中石化長嶺分公司建立工藝管道管理數據庫、圖紙庫以及信息管理系統平臺，并提供友好的用戶操作界面與便捷的網絡訪問方式。在此基礎上，開發出一套基于GIS的具有集數據管理、文檔管理、圖庫管理、位置管理于一體的中石化長嶺分公司工藝管道管理信息系統。在此系統研發成功后，可向其它石化企業推廣應用。

3 系統功能分析

系統本著具有開放性、優越性、靈活性以及可擴展性的設計原則，根據平時對化工工藝管道設備管理的經驗，利用計算機和網絡的信息管理優勢，使開發的管道管理信息系統具有以下功能：

3.1 管道設備臺帳管理

管道的整個生命周期管理工作是由計劃、選購、安裝、調試、使用、維修、改造、更新、報廢等環節組成。它從交付使用開始就在管道管理信息系統建立檔案，投用后對運行情況和狀態進行實時監控；使用過程中，針對各部件相互摩擦產生技術狀態的變化進行實地檢測，發現故障征兆，及時進行調整和處理；防止故障發生并使其保持在良好的工作狀態，在故障發生后進行維修；管道管理信息系統將對所有管道的每個狀態都能進行記錄和查詢、存檔。

3.2 管道技術參數管理

當管道出現故障時，使用部門通過管道管理信息系統申請檢維修作業，要求對現場測試與分析內容齊全，故障事實描述清楚，然后根據檢維修作業類別，決定上報至相關專業部門。搶維修中心受理上報的作業，對現場問題進行診斷并提出處理意見和解決方案，經調控中心將工藝條件確認并實施專業檢維修作業，最后由管道使用單位管理員更新管道技術參數。檢維修作業在系統中不同用戶有不同的權限，由管道使用部門提出，最后由管道使用部門確認，形成對管道的閉環過程管理。

3.3 管道地形圖管理

可對管道所屬地域、地理環境、周圍道路及建筑物等進行各種分析，按照地理坐標和元素屬性查詢任何一個與管道相關的要素，要素之間的最短路徑分析、障礙分析、斷面分析、緩沖區分析等計算功能；還可以進行各種圖層的疊加顯示，包括對地圖的旋轉、放大、縮小、縮放到特定位置及漫游等瀏覽功能；實時查看管道運行狀態，提供數據的實時修改、更新服務功能，以實現 GIS 系統數據的動態更新。

3.4 管道預警管理

為防止管道的功能降低到規定的臨界值，按事先制定的計劃和技術要求進行查詢，以過去管道的故障數據統計分析為依據，發現故障及時處理，并規定間隔一定時間進行檢修。管道管理信息系統參照專業管理制度中對管道的計劃維修類型和周期的要求，對每條管道的計劃維修提供提前預警功能，系統可以根據上次檢定時間和周期，為用戶提供提前7天到期檢定進行預警，便于用戶及時對設備進行維護。

4 系統實現

4.1 體系結構

整個系統分成 4 個子系統，分別是管道臺帳管理、管道技術參數管理、管道地形圖管理和管道預警管理，各子系統由不同模塊組成。中石化長嶺分公司內部工藝管道按照輸送介質的不同，可分為蒸汽、氦氣、氨氣、汽油、重油、火炬氣、乙烯等70余種，有的還有伴熱管和覆蓋層等，根據不同單位對管道管理的不同需求，將管道分成多類專業管道，進行分層管理。各層分別建立自己的管道信息庫，具有統一的信息分類與編碼標準.對各層管道提供完善的臺帳管理、技術參數和管道運行狀態的查詢分析、屬性條件檢索及故障實時處理等功能。系統總體結構設計見圖1。

4.2 數據庫設計

管道管理信息系統數據庫主要包括工藝管道臺帳數據庫、管道技術參數數據庫和管道空間屬性數據庫。

管道臺帳數據表：包含管道編號、管道名稱、規格型號、部件材質、數量、重量、所屬單位、安裝時間、安裝位置、維修類別等基本數據。

管道技術參數數據表：包含管道編號、管道名稱、規格型號、長度、外徑、流量、設計溫度、設計壓力、工作溫度、傳輸介質、檢測記錄、維修記錄、事故記錄等參數。

管道空間屬性數據表：包含管道編號、管道名稱、起點坐標、終點坐標、管徑、埋深、輔助物、管廊、房屋等數據。

4.3 系統開發環境

采用MS SQL Server 2010數據庫管理系統在服務器上來存貯數據和建立數據庫結構，系統數據組織采用文件和數據庫混合型的數據組織方案，通過雙文件方式來管理系統數據。采用ASP.NET+C#語言編制管道臺帳、技術參數和管道預警管理系統及用戶界面，管道地形圖管理系統則選擇ArcGIS 軟件作為基礎平臺，ArcGIS ArcInfo 對數據進行加工、組織、存儲與管理，ArcGIS Server 應用服務進行發布，ArcGIS Engine 進行系統功能開發。服務器系統要求最低配置為酷睿I5 CPU、4G內存、2G獨顯、500G硬盤，Win7以上操作系統，為了方便查看和編輯地形圖，客戶機要求配置19寸以上液晶顯示屏，服務器與客戶機要求接入中石化長嶺分公司企業網，并能互訪。

5 結束語

石化企業化工工藝管道管理中的一個重要問題就是如何對眾多的管道地理信息及各種運行參數信息進行有效管理， 從而對整個管道系統進行科學監控、預警和調度。本系統是基于GIS操作平臺的二次開發，設計和實現了文字記錄查詢和地形圖界面定位查詢兩種查詢方式，用戶可以方便地選擇查詢途徑，使查詢方式圖形化、形象化。還實現了實時檢測和自動預警功能，及時發現故障并處理。系統的開發為技術人員掌握廠區各種管道分布情況和管道檔案情況提供了幫助，為各種管道的巡檢維護提供完整直觀的信息支持，為管道安全、穩定、長周期運行提供了可靠保障。

參考文獻

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作者單位

湖南石油化工職業技術學院 湖南省岳陽市 414012