地理信息系統在長輸管道日常運行的應用

李超

摘 要：近年來，我國油氣長輸管道建設穩步推進，油氣管網持續完善，至2020年底，我國油氣長輸管道將建成總里程約為18.3萬千米的管道網。長輸管道的快速發展給我們社會帶來巨大效益的同時，安全運行問題也日益嚴峻，尤其是早期建設的管道，由于技術弱后只能紙質記錄管道信息，長時間易造成信息遺失，嚴重影響油氣長輸管道運行安全。地理信息系統可將管道的大量數據進行存儲、管理、分析和應用，為長輸管道日常維護管理、管道改造、搶修等業務提供科學的數據支持，將大大的提高工作效率。

關鍵詞：長輸管道；地理信息系統；管道安全；數據信息

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.107

油氣長輸管道由于距離長，途徑地區環境復雜，需要記錄地理信息、圖形信息、數字信息等來滿足管道安全運行管理的要求，現階段的管理模式多數為傳統的人工管理模式，當需要管道數據時只能翻閱施工記錄、圖紙信息、重新復測或者憑借經驗等方式來判斷，沒有真正做到科學性和準確性，且緊急情況下的應變能力差，如管線發生事故或重大險情時需要迅速提供最新的全面、準確、詳盡的管線及相關信息。長輸管道地理信息系統的建立把道沿線地理信息、施工信息、管道設施信息、各種管道檢測數據等有效的結合起來，使管道信息一目了然，滿足管道完整性管理要求，為日后管道的安全運行管理奠定了基礎。

1 地理信息系統

1.1 概念

地理信息系統（Geographic Information System，簡稱GIS）。它是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。

油氣長輸管道地理信息系統利用開發的軟件，把管線設備周圍的地理信息和維護監控信息在空間上進行有機整合，構筑一個數字化管道系統，為管線巡查、設備維護、安全管理提供數據支持。

1.2 特點

（1）具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和動態性；（2）由計算機系統支持進行空間地理數據管理，并由計算機程序模擬常規的或專門的地理分析方法，作用于空間數據，產生有用信息，完成人類難以完成的任務；（3）計算機系統的支持是地理信息系統的重要特征，因而使得地理信息系統能快速、綜合的對復雜的地理系統進行空間定位和過程動態分析。

2 地理信息系統在長輸管道的具體應用

2.1 建立管道空間管理模型

地理信息系統把對管道各種空間信息和非空間信息及其屬性數據進行采集、處理、存儲、管理、查詢、分析、應用和維護更新。

管線信息：管道途徑地區的矢量地形圖（含水系、交通、植被、地貌、地物等設施）、管道埋深、管道地面標示、彎頭、穿跨越地段、重點監護管段、水工保護信息、與其它管線交叉等信息。

場站及閥室信息：場站及閥室的地形圖、場站布置圖、工藝流程圖、場站三維模型，場站才各設備設施的規格型號、特種設備的使用年限檢定情況、工藝運行參數。

2.2 管道地面標識設置

為保證長輸管道運行安全，管道上方設置地面標示，起到警示作用，地面標示通常寫有管道的基礎數據、安全警示標語、聯系電話等重要信息。但地面標示長時間使用會出現老化、損壞、丟失的情況，影響管道安全運行，當需要修復時，利用傳統的方式只能人工復測、查閱資料或根據人工經驗來定位，缺乏科學性，利用管道地理信息系統可快速查處所在地的管道信息、環境信息，為地面標示的維護提供便利，尤其是對地面標志的大面積維護效果極為明顯，大大提高了工作效率。

2.3 保證交叉施工安全

隨著長輸管道的快速發展，管道相互交叉施工時有發生，保證施工時管道安全至關重要，由于交叉施工地點具有不確定性，因此必須要詳細掌握施工地點的全面信息。利用建設初期地理信息系統所采集的全面的管道信息、環境信息，可準確的編制施工方案制定相應保護措施，保證施工安全。施工完成后，把管道交叉施工信息詳細記錄在管道信息系統，為以后安全管理提供數據支持。

2.4 確保巡線質量

隨著國內長輸管道的加速建設和已建管道周邊的經濟高速發展，管道被破壞的情況時有發生，管道安全已成為長輸管道項目安全管理工作的重中之重。分析其發生原因，第三方施工、管道地面占壓問題發現不及時是導致事故發生和危害加大的兩個主要因素，對此管道日常巡檢對管道的安全運行顯得尤為重要，要切實保證管道日常巡線質量。由于長輸管線距離長、途徑地區環境復雜，需雇傭當地居民進行途徑區域管道巡護，但經常出現巡護不到位的情況，使用地理信息系統開發的巡線軟件進行巡線軌跡的跟蹤記錄，對管道巡護質量進行監督，對巡護不到位的地方，進行及時整改，切實保證管道運行安全。

2.5 進行管道風險評估

利用地理信息系統，根據所采集的管道途徑地區的地理數據評估沿線管道發生破裂的概率和后果，對管道風險進行半定量的管理；進行管道敏感性分析，對防止管道破裂而進行的維護項目效果進行評估；為潛在發生管道破裂的地點設計模擬情景，使用地理信息系統制定相應的應急救援預案；將管道高后果區進行重點管理，建立每個高后果區的“一點一案”及“一事一檔”。

2.6 管道維搶修

管道泄漏造成的人員傷亡、經濟損失、環境損害是不可估量的。當發現管道泄漏時，能否快速分析情況情況采取相應措施控制泄漏點，是泄漏事故處理的關鍵。

利用地理信息系統能夠分析選擇最佳路徑知道救援搶險隊伍、設備機具快速到達事故現場，當管道出緊急情況時，且根據事發地的管道、地理信息等實際情況制定救援預案，分析事故影響范圍，確定隔離區域，為快速救援提供數據支持。

3 結論

油氣長輸管道長輸管道具有點多、線長、面廣、網絡化的特點，管理涉及到地理信息、管線圖形信息和屬性信息，傳統的管道在信息交換性、通用性、數據管理與存儲方面存在許多不足，無法滿足未來管理要求。而運用地理信息系統（ GIS）整合管線設備周圍的地理信息和維護監控信息，為管線巡查、設備維護、安全管理提供支持， 可大大降低運行成本，提高管線運行、管理效率。

參考文獻：

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