智慧管道技術現狀及發展趨勢

劉志國 中國石油天然氣管道工程有限公司沈陽分公司

伴隨著我國油氣產業的系列改革，新時期已經基本實現對傳統模式的轉型升級，構建了以信息化與自動化技術為基本路徑的數字管道發展模式，由于其智能化程度相對較高，運營管理效率相對智能，因此，一般也將其稱為智慧管道。尤其是在管道行業，智慧管道已經成為促進其產業化發展的主要方向，既可以優化現行管道產業鏈，也可以通過智慧管道進一步促進管道運輸效用生產效率的提升。下面以此為出發點對主題展開具體探討。

一、智慧管道技術發展現狀分析

（一）國外現狀分析

智慧管道技術在國外的研發相對較早，也產生了較為成熟的產品。一方面，在智慧管道發展中，以發達國家為主，在信息技術發展的同步發展了智慧管道技術；另一方面，將管道業與智慧管理技術進行了資源融合，形成了相對完整的生命運營周期。以美國為例，運用統一的GIS-地理信息系統，對管道數據與地理環境數據及信息系統進行了全面對接，從而使管網模型系統、設備管理系統、視頻監控系統等在智慧管道應用中全面促成了所有管道運行的實時動態數據管理。以英國為例，PB公司通過設備更新，將管道資產與人力資源及自然環境進行了統籌規劃，對智慧管道實施了精準定位下的全方位安全監控。

（二）國內現狀分析

與國外相比，國內的智慧管道主要應用于油氣管道，從應用經驗看，西氣東輸冀寧聯絡線于2004年首次應用智慧管道技術，后續工程中也增加了實時數據采集與管網運行監控系統，采用的模式以集中監控，全面運行實時調試為主。中石化在三年后實施的數字管道建設工程，也實現了管道地理信息系統及相關系統的全面建設，完成了數據覆蓋全線管道及相關附屬設施目標。從發展階段分析，我國現階段依然處于發展階段，但是，目前在建的中俄東線天然氣管道工程中，中石油已經于2017年宣布“開啟智慧管道建設”，并提出了全生命周期管理目標與，由此開始中國智慧管道建設水平已經基本與發達國家持平。

二、智慧管道技術發展趨勢分析

從難點與問題方面看，數據標準統一、智能決策支持技術、系統穩定運行效率方面，仍然存在明顯的問題需要克服；其次，在現階段的系統建設中，同步性相對較差，而智慧管道的建設需要系統建設的同時，按照體系化管理需求，配置各項配套資源，所以，在建設環節仍然有許多難點存在。下面從總體架構與平臺功能方面的發展情況進行分析。

（一）智慧管道總體架構

從當前智慧管道技術發展趨勢分析，智慧管道總體架構相對完整，典型性的智慧管道總體架構也已經形成，因此未來的發展主要集中于由理論架構向應用層面的技術轉化方面。具體而言，現階段智慧管道的總體架構以三層設計為準：首先，在“數據層”納入設計數據、采購數據、施工數據、安全管理數據、環保管理數據、固定資產數據、生產高度數據等，使技術路徑與管理路徑實現了數據層的統一管理；其次，在“服務層”按照“數據化交付”與“三維模型”、“主數據抽取、轉換、加載”建立了“地理信息+三維模型+專家支持+移動應用”的一體化服務體系；第三，在應用層，透過“管道數據管理”、“管道完整性管理”、“管道運行管理”、“管道應急管理”、“管道綜合管理”等實現了對其應用中的全面管理。由此也會智慧管道的智能化應用提供了堅實基礎。

（二）智能管理平臺核心功能

根據現階段發展現狀與經驗分析，智慧管道建設中的智能管理平臺核心功能體現在四大方面，具體如下：首先，在“可視化管理和數字化移交”功能方面，其中包括施工現場可視化管理與三維設計可視化管理，能夠確保承包商、分包商、業主在智能管理平臺，實時查詢相關持續更新的三維模型，并對施工現場情況進行實時監督，尤其是智慧手持終端的使用可以記錄和管理現場施工，提升工程質量管理水平與管理效率。其次，在“運行管理”功能方面，主要包括“管道巡線管理”、“管道運行管理”、“管道隱患管理”、“管網仿真模擬”、“設備培訓管理”，旨在通過此類功能實現對其工況的管理及管理運行程序的優化。第三，在“管道應用管理”中，通過移動視頻、檢測設備能夠有效監控各類應急情況，若發生應急風險，則會根據管理周邊環境敏感數據迅速響應，并通過預案維護、展示、應急模擬演練，一鍵式輸出應急預案。第四，在“管道數據挖掘與知識決策”方面，“物聯網+云計算”共同促進了大數據運算效率與處理水平，可以有效解決管道運行中的各類信息反饋及相關問題。

三、結束語

總而言之，數字管道建設的逐漸推廣，使智慧管道成為了管道業進一步發展的重點方向。因此，一方面應該積極擴大對智慧管道相關理論與技術的研究，并通過科研與產業之間的聯合，促進智慧管道方面的“工業設計”能力；另一方面，在新時期智慧管道建設的開展將有力提升其數據應用頻率與效率，提升管道業的整體升級。建議在新時期增強智慧管道產品的研發設計，優化其生產制造產業鏈條，為其后續以產業化生成社會效益與經濟效益奠定生產管理標準制定基礎，為未來在國際智慧管道產業爭奪“定價權”提供技術支撐。