長輸管道設計階段數據模型的搭建及作用

金 欣

（中石化中原石油工程設計有限公司，河南鄭州 450003）

作為關系到國民發展大計的重要支柱，長輸管道的設計和建設具有周期長，覆蓋地區廣泛以及對于周邊環境影響較大等特點，并且在運行維護過程中有較大困難。因此，對長輸管道從開始設計、規劃施工、運行維護以及到報廢處理整個使用年限中，應進行綜合性管理。外部環境對管道的使用年限有著重要的一個影響，在掌握了建設環境的前提下進行設計工作，采取相關的針對性保護措施，使得管道的運行對于周圍的環境影響最低，并且能夠保證管道不受影響。因此對長輸管道設計數據進行分析顯得尤為重要。搭建數據模型作為管道建設設計重要的部分，需要確保模型下的管道運行的可行性，通過對相關數據和資料的建模，對路線圖的規劃和指南針的運用，確保規劃設計下的長輸管道能夠管控。因此，以長輸管道設計為核心，提高長輸管道的使用年限，確保長輸管道能夠健康發展。

1 長輸管道設計階段數據模型搭建過程中存在的問題分析

在以往的設計過程中，所有的數據和文件都是以文件的形式進行存儲和保護的，這些非結構化數據資料往往只作為電子文件，沒有與其他的建設實體施工發生內在的聯系，例如，識別圖片或者數據是屬長輸于管道的組成部分，具體位置只能夠通過相關的工作人員進行手動選擇和查找，才能夠準確得到數據的類型以及那個地方，圖片或者數據本身與管道之間不存在直接的聯系，導致管道的運行維護存在著困難，數據查詢和施工信息方面的統計不容易得到統計管理，一些歷史運行數據不能夠及時的保存和查詢，導致出現問題的時候不能夠及時的解決。

目前，中國石油在管道方面已經建立了一套比較完善的數據體系，包括長輸管道管理數據庫、工程數據庫等不同類型的數據管理應用體系，數據管理應用體系屬于不同業務板塊，在當前的管理中，數據結構和編碼結構不統一標準。因此在管道數據模型的設計、采辦以及運行維護等各個方面應用統一的數據標準對數據結構和編碼規則統一，實現管道數據的標準化。

2 搭建長輸管道數據模型

2.1 數據模型基本結構

管道數據模型的基本結構（見圖1）主要涉及管道實體和信息數據結構，在數據模型庫中，主要通過定義管道實體關系和結構關聯性來實現搭建。在長輸管道數據模型的設計階段需要嚴格標準和規范的遵守，根據工程項目的實際情況進行合適的選擇設計方案。根據工程項目進行數據模型設計，保證實際效果滿足設計要求，為工程項目合理運用數據模型提供保障。

圖1 管道數據模型的組成

針對同一個管道工程，設計的長輸管道數據模型需要進行及時更改創新，例如在初步研究設計和詳細的設計之間存在改進，確保數據模型的及時更新。針對同一個數據模型的設計，也可以分成不同的層面進行詳細設計，例如長輸管道的東段和西段之間的差異設計。不同版本的數據模型設計作為不同設計項目的基本區分點，保障工程與設計項目構成一比多的關系，在設計項目中應加入長輸管道工程特點。

工程實體向上衍生就是該工程的基本管理要求，例如在西氣東輸的管道公司管理要求中，對于天然氣西一線與西二線的管理之間的差異。因此，長輸管道數據模型設計過程中，需要注重不同組織和工程之間的相互關系，確保管道工程的設計中，融合管理單位的特點。同樣還需要向下衍生，到戰場實體，構成1∶M關系，并且在戰場實體中加入所屬項目，實現單位子功能。以此類推。

在長輸管道數據模型的搭建中，需要注重長輸管道的結構設計要點，同樣對其他內容進行設計控制，例如設計結構中的數據模型編碼屬性，確保統一編碼的相關標準和規范，對數據模型設計編碼、工程項目編碼、管道編碼等功能進行嚴格要求，確保數據模型搭建具備一定統一性。

2.2 搭建長輸管道數據模型

長輸管道設計階段的數據模型的搭建，需要對長輸管道的基本數據進行收集和整理，同樣設計結構化的模型數據，可以利用設計系統本身自動提取與保存，也可以通過人工的方式進行保存確認；在長輸管道設計過程中，涉及的非機構性數據需要人工進行保存和收集、例如常見的長輸管道設計圖紙、說明書、資料表等相關內容。在搭建模型設計文件中，系統設計數據量相對繁瑣，數據或者文件需要進行項目分解處理，確保搭建長輸管道數據模型輸出的文件的完整性。

根據管理要求需要在項目設計中應用管道設計WBS體系，按照標準化結構進行分層或者樹狀圖進行分析，并且通過代碼的形式進行標注，新的WBS體系能夠很好地完成從高到低進行相應的標注。對于管道設計WBS體系的主要兩段：第一段對于管道實體的分解，通過分析各個單位之間的關系。比如說項目、子項目以及單項工程等，第二段時對于專業設計成果的分析，比如設計圖紙等。

由此可見，項目設計階段是通過對管道數據類型進行定義，制定設計WBS編碼和項目數據模型的發布與設計。確保設計數據模型的數據庫基本形式插入數據記錄，并且及時進行更新保存處理。

3 長輸管道數據模型主流程

在長輸管道數據模型設計中，以及標準WBS體系連接管道設計的主要干線，通過研究設計數據進行詳細認知。長輸管道數據模型主流程從設計階段開始到項目施工完成的整個過程，主要涉及管道項目開始、設計數據收集、工作細化、任務下達以及工程項目設計完成。數據模型設計主流程主要包括三類的數據類型。

4 全生命周期數據模型的主要作用

通過對標準WBS體系確立，建立需求數據庫，對使用管道、其他實體參數、數據模型設計等工程項目細節建設，為信息數據的管理工作提供良好的支撐。使得管道工程的各個階段的數據能夠實現信息化、結構化，文件資料能夠進行良好的保存，方便工作人員進行查找，信息化的建設需要貫穿于整個建設周期中，實現管道工程的全生命周期管理。主設計數據流程見圖2.

圖2 主設計數據流程

建立基礎的長輸通道數據模型如圖3所示，同樣為了實現數據的采集、設計、施工、傳遞、共享等整個過程，模型進行統一管理。對結構進行標準化處理，對編碼體系進行統一規劃，建立長輸管道數據模型數據庫，并實現信息數據的傳輸，達到高質量和高效率的業務質量，確保信息的時效性。

圖3 管道全生命周期整體架構示意圖

5 結束語

由此可見，長輸管道數據模型搭建，需要以連接管道設計業務的主線，貫穿于整個工程項目建設周期中，確保設計過程中產生的結構化數據，并且讓管道設施進行良好鏈接，實現設計成果的數字化。