LNG接收站數字化建設中的工程建設期數據采集探索

摘? 要：數據采集是LNG接收站數字化建設過程中的基礎工作，工程建設期數據采集的質量將制約后續數字化交付以及數字化站場的建設和使用。隨著大數據時代的到來和云計算技術的發展，使用數據采集管理系統無論是對保障采集數據的完整性、準確性、及時性與便攜性，還是對統一數據標準都有著重要意義，如何利用數字化技術對LNG接收站工程建設期的數據進行采集值得深入研究。

關鍵詞：LNG接收站;工程建設期;數據采集;數字化

中圖分類號：TP399-C ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）24-0156-05

Exploration on Data Collection in Digitization Construction of LNG Terminal during the Project Construction Period

ZHUANG Tiantian

（CNOOC Gas & Power Group Co.，Ltd.，Beijing? 100028，China）

Abstract：Data collection is the basic work in the process of digitization construction of LNG terminal. The quality of data collection during the project construction period will restrict the subsequent digitization delivery and the construction and usage of digitization station. With the advent of big data era and the development of cloud computing technology，using of data collection management system is of great significance to ensure the integrity，accuracy，timeliness and portability of collected data，or to unify data standards. How to use digitization technology to collect data in LNG terminal project construction period is worth deeply researching.

Keywords：LNG terminal;project construction period;data collection;digitization

0? 引? 言

現階段，中國LNG接收站的建設已進入成熟期，眾多業主在LNG接收站的規劃設計階段即對數字化、智能化、完整性等建設內容提出了較高要求，要求EPC總包方在竣工后交付一個實體LNG接收站之余，還要同時交付一個與實體完全一致的虛擬LNG接收站。而實現LNG接收站數字孿生的基礎就是工程建設期的數據采集，它既是信息系統的重要組成部分，也是工程建設成果的重要體現。所采集數據的準確性和完整性將直接關系到接收站生產運營期數據分析與決策的效果，大大節約在生產運營期重復收集和查詢建設期數據的成本[1]。

我們就如何在LNG接收站的工程建設期內完成數據采集進行了探索，總結出了一套切實可行的方法，希望能對LNG接收站工程建設期的數據采集工作發揮一定的示范作用。

1? 數據采集內容與標準

1.1? 數據采集內容

數據采集內容涵蓋LNG接收站工程建設內容主要包括施工數據采集、設備信息數據采集。

施工數據采集是指收集LNG接收站工程的施工數據，其中包括施工測量數據、材料數據、施工影像資料、施工過程數據、質量檢驗信息、設備制造過程數據等。施工測量數據主要包括：設備設施結構測量數據、焊口測量數據、管道組成件測量數據、管道附屬件測量數據、站址測量數據、重大影響物測量數據以及施工缺陷測量數據等。材料數據包含接收站工程的所有材料進場和復檢文件，材料主要包括：混凝土原材料、鋼筋、鋼板、管道、焊材、預應力鋼絞線等。施工影像資料包含所有重要施工過程的圖片數據信息拍攝收集、大型設備（如儲罐、壓縮機、地下管線、各類成套成撬裝置等設備設施）內部結構圖片拍攝收集、隱蔽工程施工過程圖片拍攝收集等。施工過程數據包含施工日志數據、施工工程量數據等。質量檢驗信息是指所有設備設施施工過程中的質量檢驗信息，主要包括材料檢驗、焊口質量、涂層和保冷層施工、沉降監測、防腐保護、無損檢測等。設備制造過程數據主要包括設備監造方案、監造過程的影像資料和監造臺賬等資料。關鍵設備監造資料作為后續運行和安全管理的基礎數據。

設備信息數據采集是指收集LNG接收站工程中所有的設備信息數據，設備信息數據采集內容如表1所示。

1.2? 數據采集標準

我們通過對LNG接收站工程建設的范圍分析，并且結合業主對生產運營期精細化管理的需要，在通用化數據采集模板的基礎上進行定制，形成適合某個項目的數據采集實施方案及模板，具體過程如圖1所示。

1.3? 數據采集流程

數據采集流程包括計劃、實施、檢查、抽查、校核和入庫等環節，參與方包括施工單位、EPC、監理部、數字化建設單位、完整性管理小組、第三方檢測單位等，具體內容如圖2所示。

數字化建設單位編制數據采集模板并反饋給施工單位，施工單位按照數據采集實施方案的要求及模板進行數據采集，將采集到的數據提交給EPC總包及監理部進行數據檢查與確認，再交由數字化建設單位進行數據檢查與校驗，并按照計劃的抽檢數量進行復測，準確無誤后再將數據整理入庫。

2? 數據采集管理系統

隨著互聯網技術的日益發展以及“互聯網+”應用的不斷深入，傳統業務的效率得到了極大的提升[2]，我們在項目上引入互聯網技術，將其應用于接收站工程建設期數據的采集與管理，其中數據采集管理系統架構圖如圖3所示。

基礎設施層：系統部署在云平臺，與計算機終端、移動終端、硬件服務器、自控儀表、網絡通信設施共同構成數據采集管理系統的物理基礎設施層。

數據層：建立LNG接收站工程建設期數據庫，統一數據格式及類型，用于存儲基礎地理數據、設計數據、采辦數據、施工數據并集成生產運營期所產生的生產運營數據。

平臺服務層：將二維GIS平臺、三維GIS平臺以及用戶、權限、工作流、日志等系統管理功能通過微服務的方式實現，作為基礎平臺為上層業務應用提供底層技術支撐。

應用層：實現數據管理功能，主要包括計劃編制、數據填報、數據審核、數據檢驗、數據瀏覽、數據查詢、統計分析等，同時與三維GIS平臺聯動，將數據通過位號掛接到三維模型上，既能通過數據定位到三維場景或設備，也能通過三維場景或設備查詢到數據，支持與施工進度同步的可視化進度管理。

用戶層：主要包括操作人員、管理技術人員、領導決策人員三種角色。其中操作人員指數據采集人員等，管理技術人員指崗位經理、專業工程師等數據審核人員，領導決策人員指部門領導、公司領導等關注數據整體采集情況的人員。

LNG接收站建設各方通過一個數據采集管理系統上傳、管理和共享數據，改變以往使用紙質單據與Excel記錄的方式，提高數據的完整性、準確性、及時性與便攜性，助力施工數據采集工作高質量地完成[3]。

2.1? 數據采集線上化確保數據完整性

系統將所有Excel數據采集模板進行數據庫化，使施工數據結構化，并與單項工程、工廠分解結構等建立數據關聯性。利用線上平臺采集數據，使采集到的數據一目了然，設置數據必填項以保證數據的完整性。

2.2? 數據采集校驗確保數據準確性

如圖4所示，數據上傳到平臺后，平臺提供工具實現基于位號的自動關聯，同時對數據進行準確性與一致性校驗，以此來控制數據的質量。校驗內容包括：

（1）校驗工廠對象與文檔編號等，對不符合編碼規則的數據進行提醒;

（2）校驗工廠對象屬性，對不滿足標準定義的工廠對象屬性進行提醒;

（3）校驗值或計量單位，對同一工廠對象同一屬性不一致的值或計量單位進行提醒;

（4）校驗文檔關聯關系，對缺少關聯關系的文檔進行提醒;

（5）校驗工廠對象，對與交付清單所定標準工廠對象不一致的對象的進行提醒;

（6）校驗數據條件，對導入出錯的數據進行提醒。

2.3? 與計劃進度匹配確保數據及時性

根據項目施工WBS計劃，提前在系統中生成與之匹配的數據采集計劃，如圖5所示。使數據采集進度與項目進度一致，確保施工后產生的數據能及時錄入數據采集系統，保證數據的及時性。

2.4? 云平臺部署確保數據便攜性

LNG接收站工程建設周期長，參建單位與工作人員多，數據采集系統采用云平臺部署，使總包、監理、分包、業主等各參與方都能通過網絡隨時隨地訪問數據采集系統，提高了數據的采集與整理效率，確保了數據的便攜性。

3? 數字化交付

工程竣工后向業主交付與實體一致的數字化LNG接收站是LNG接收站數字化建設的重要節點，數字化移交主要是指將整個工程建設過程中產生的設計圖紙、設計模型、文檔、工程工藝屬性、工程采購數據、建造施工數據、質量檢驗數據等，通過格式轉換及輕量化等方式轉化為數字化工廠所需的集智能化、信息化、結構化于一體的三維模型，最終移交給物理LNG接收站對應的數字化LNG接收站。在此三維模型的基礎上，業主可集成生產運營管理、應急管理、可視化培訓、檢維修與巡檢、風險評價、效能評價、知識庫等功能，輔助業主生產運營[4]。

4? 建議

4.1? 提前規劃數據采集與交付

應提前規劃數據采集與交付。由于工程建設和運營維護的管理主體不同，管理模式和工作理念存在較大的差別，因此業主應該在設計建造期就參與到數據收集和交付標準與程序的制定工作中，確保工程建設期數據能夠向運行維護期過渡，避免數據脫節或可利用程度不高的情況發生[5]。

4.2? 做好與各參建單位的工作協調

應做好與各參建單位的工作協調。開展數據采集工作需要與設計、采辦、施工、質量、HSE、承包商、監理等各部門打交道，定期從以上部門收集數據并整理，且要注意數據的完整性、正確性、唯一性和一致性，因此要求與各部門的工作協調有計劃性（形成數據收集的目錄與時間點），有指導性（提出數據收集的質量標準），有管理性（提供數據收集的工具，數據審核與存儲需要統一的界面），有一致性（對施工變更的地方應及時對設計文件及數據進行修改記錄）。

4.3? 保證數據采集的及時性

應保證數據采集的及時性，數據采集過程中涉及很多隱蔽工程與關鍵環節的數據采集，下一環節的施工會覆蓋上一環節的施工，施工一旦完成，數據將無法追溯，因此要求在每一個環節施工前就做好數據采集準備并按時采集數據。

5? 結? 論

目前，行業內LNG接收站數字化交付實施案例比較少。LNG接收站的數字化建設對于實現LNG接收站精細化管理、智能化運維具有十分重要的意義，其中工程建設期數據采集工作更是LNG接收站完整性管理的基礎。希望通過以上內容的探索，可以為后續LNG接收站數據采集的質量提供支撐，為LNG接收站數字化建設出臺統一標準與系統建設奠定基礎。

參考文獻：

[1] 孟波，安超，鮮俊，等.輸油氣管道完整性管理數據采集研究 [J].全面腐蝕控制，2019，33（10）：53-56+104.

[2] 楊燁.數字化LNG工廠建設與應用 [J].天然氣與石油，2015，33（5）：66-69+11.

[3] 周曉飛，張杰，楊國輝.利用信息化手段提高長輸管道施工階段數據采集質量管理 [J].科技風，2020（4）：98.

[4] 徐曉曄.三維數字化移交技術在化工工程設計中的應用探究 [J].工程建設與設計，2020（24）：240-241.

[5] 楊偉偉.“華龍一號”核電廠工程數據數字化移交研究 [J].科學技術與工程，2020，20（36）：14935-14943.

作者簡介：莊天天（1987.02—），男，湖南長沙人，工程師，碩士，研究方向：數字化工廠、完整性管理、項目管理平臺。