新時(shí)期背景下管道工程施工中數(shù)字化管理應(yīng)用

李楠(中國石油天然氣股份有限公司天然氣銷售東部分公司，上海 200122)

1 傳統(tǒng)管道工程施工中存在的不足

在以往使用傳統(tǒng)方式進(jìn)行管道施工設(shè)計(jì)以及計(jì)劃制定的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)工作計(jì)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容與現(xiàn)場的實(shí)際施工狀況不匹配，這主要是因?yàn)楝F(xiàn)階段的許多地形圖圖形在更新過程中不及時(shí)，而且相關(guān)資料也非常有限，使得一些設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行施工計(jì)劃設(shè)計(jì)和制定的過程中能夠參考的數(shù)據(jù)信息過少，擁有的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，所以在實(shí)際的管道工程施工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一邊施工以便進(jìn)行施工方案的修改問題，而且還不止修改一次，這就導(dǎo)致管道工程施工之前的準(zhǔn)備工作無法完善，修改設(shè)計(jì)內(nèi)容還會(huì)在一定程度上拖慢工期、影響施工的質(zhì)量以及效率[1]。

管道施工的設(shè)計(jì)思想并不能夠在實(shí)際的施工中得到實(shí)施，這主要是因?yàn)樵谶M(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，圖紙一定會(huì)比實(shí)際的施工現(xiàn)場小，受到圖紙比例以及尺寸等多方面的影響，并不能將施工現(xiàn)場的實(shí)際情況展現(xiàn)出來，這就導(dǎo)致工作人員的設(shè)計(jì)理念與思想不能夠得到充分的施展，施工人員與設(shè)計(jì)者之間存在著理解的誤差，導(dǎo)致管道施工在建設(shè)過程中或者是后期出現(xiàn)很多的質(zhì)量問題。

管道工程在實(shí)際施工過程中并不能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)的成果以及效果進(jìn)行有效的體現(xiàn)，在管道施工、竣工進(jìn)行運(yùn)行之后，相關(guān)工作人員在對(duì)其進(jìn)行運(yùn)行管理的時(shí)候，由于管道在實(shí)際施工過程中進(jìn)行了多次的設(shè)計(jì)規(guī)劃修改，變更范圍較為廣泛，所以在管道工程竣工之后，并沒有完善詳盡的竣工資料作為支撐，這也為后期管道的維修、維護(hù)、運(yùn)行以及管理等工作帶來了一定的麻煩和困難，特別是在對(duì)管道施工重點(diǎn)位置進(jìn)行維護(hù)以及檢修的過程中，工作人員不能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，從而降低檢修的效率以及效果[2]。

2 管道工程施工各個(gè)階段的數(shù)字化技術(shù)建設(shè)狀況

2.1 在管道工程可行性研究階段的建設(shè)狀況

2.1.1 管道工程的建設(shè)內(nèi)容

在對(duì)管道施工進(jìn)行可行性階段的相關(guān)工作過程中，工作人員需要對(duì)施工的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，其中主要包含了：建設(shè)地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人口、自然環(huán)境、地貌特征、地形、礦區(qū)等，并建立相應(yīng)的資料庫進(jìn)行保管，然后在此基礎(chǔ)上將收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，利用 GIS 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、屬性數(shù)據(jù)錄入、投影坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等手段，將這些數(shù)據(jù)形成不同類型的子庫。工作人員通過對(duì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)的使用，將不同類型的數(shù)據(jù)資料轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，然后再利用不同的軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的疊加等[3]。將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為專業(yè)的數(shù)據(jù)模型以及分析模型，這樣就能夠建立不同專業(yè)的評(píng)估系統(tǒng)以及輸氣線路系統(tǒng)等，為管道的施工建設(shè)提供充分的數(shù)據(jù)和資料。

2.1.2 可行性階段實(shí)現(xiàn)的功能

在管道施工的可行性階段使用數(shù)字化技術(shù)，主要能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有以下三種[4]：(1)通過對(duì)不同類型自然地理資料以及數(shù)據(jù)的收集和分析，并將收集來的數(shù)據(jù)放在相同坐標(biāo)上進(jìn)行對(duì)比，就能夠?qū)艿朗┕さ恼w路線進(jìn)行規(guī)劃以及設(shè)計(jì)，這樣就能夠在極大程度上保障輸送線路走向的合理性以及科學(xué)性，不會(huì)出現(xiàn)破壞環(huán)境等問題，同時(shí)還能繞開地震、地質(zhì)的災(zāi)害區(qū)，保障管道施工的質(zhì)量以及安全性；(2)對(duì)不同的數(shù)據(jù)建立不同類型的數(shù)據(jù)庫，保障這些不同類型的數(shù)據(jù)庫在管道勘察、施工以及運(yùn)行過程中都能夠發(fā)揮有效的作用；(3)通過對(duì)管道施沿線地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、人口等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并在此基礎(chǔ)上建立完善的分析評(píng)估系統(tǒng)，對(duì)管道施工項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)等進(jìn)行可靠的評(píng)估。

2.2 在管道工程勘察設(shè)計(jì)階段的建設(shè)狀況

對(duì)遙感圖像處理系統(tǒng)的使用，該系統(tǒng)能夠?qū)Ω吖庾V數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星遙感多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的分析、顯示以及處理。而且還能夠?qū)πl(wèi)星遙感多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋，從而得到管道工程施工過程中經(jīng)過區(qū)域的方案，為工作人員提供不同的施工方案，然后工作人員就會(huì)根據(jù)具體的施工要求以及目的，選取適合的方案進(jìn)行討論以及實(shí)施[5]。這種方式比以往傳統(tǒng)的使用地理、地質(zhì)以及地圖等方式更加的科學(xué)、高效和合理。

對(duì)地質(zhì)測量信息系統(tǒng)進(jìn)行使用，該系統(tǒng)的有效使用能夠幫助工作人員更好的進(jìn)行管道選線工作，該系統(tǒng)為工作人員提供了沿線水紋、地質(zhì)等方面的數(shù)據(jù)以及圖紙，幫助工作人員更好的了解施工狀況。

對(duì)數(shù)字?jǐn)z影測量處理系統(tǒng)進(jìn)行高效的使用，該系統(tǒng)能夠?qū)@得的資料轉(zhuǎn)化為不同層次的成果，從而為工作人員在進(jìn)行管道線路選擇以及設(shè)計(jì)等方面提供充分的資料依據(jù)，該系統(tǒng)與衛(wèi)星遙感技術(shù)相比較的話，具有許多的優(yōu)點(diǎn)，比如說分辨率高、細(xì)部表現(xiàn)明顯以及航測數(shù)據(jù)比例尺大等，對(duì)工作人員進(jìn)行管道選線有著重要的促進(jìn)作用[6]。

3 管道工程建設(shè)中對(duì)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

在管道施工建設(shè)過程中有效的使用數(shù)字化技術(shù)，能夠在極大程度上彌補(bǔ)以往傳統(tǒng)管道施工方式存在的缺陷，我國在發(fā)展中建設(shè)的第一條數(shù)字化輸氣管道就是西氣東輸中的冀-寧聯(lián)絡(luò)線，這條管道路線的順利完成，為我國后面的數(shù)字化管道建設(shè)提供了寶貴的借鑒以及鼓勵(lì)，為我國日后的管道數(shù)字化建設(shè)提供了參考[7]。冀-寧管道工程在建設(shè)過程中，使用的數(shù)字化技術(shù)主要包括了以下幾種：地理信息系統(tǒng)技術(shù)、空間數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)、企業(yè)資源計(jì)劃、傳統(tǒng)的CAD 技術(shù)、大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及項(xiàng)目管理技術(shù)等。在其建設(shè)過程中，相關(guān)工作人員以及施工單位還根據(jù)具體的施工狀況和不同階段的施工要求，使用了數(shù)字管理技術(shù)，從而建造了完善的管道數(shù)據(jù)庫，這樣就能夠?yàn)槿蘸蟮墓ぷ魈峁氋F的經(jīng)驗(yàn)[8]。其中主要有以下三點(diǎn)：

(1)在管道施工的可行性研究階段，相關(guān)工作人員使用數(shù)字化技術(shù)對(duì)氣源以及目標(biāo)進(jìn)行確定，并在此基礎(chǔ)上建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，這樣就能夠方便相關(guān)工作人員在日后的施工過程中對(duì)所有施工路線進(jìn)行分析，并找出最后的施工路線，這樣對(duì)應(yīng)下來的工程投資估算也會(huì)是最優(yōu)的，能夠保障管道施工的經(jīng)濟(jì)性[9]；(2)在管道施工的勘察設(shè)計(jì)階段，相關(guān)工作人員需要對(duì)不同的建設(shè)內(nèi)容以及設(shè)備等進(jìn)行設(shè)計(jì)，在這一階段需要工作人員使用高效率以及高精確度的空間數(shù)據(jù)采集技術(shù)，對(duì)一開始預(yù)定線路的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行收集以及分析，從而有效地建立線路帶狀基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)庫，相關(guān)工作人員可以利用這個(gè)數(shù)據(jù)庫對(duì)設(shè)計(jì)線路進(jìn)行不斷的優(yōu)化以及改進(jìn)，有效的完成對(duì)施工圖、工藝場站以及機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上建立完善的勘察設(shè)計(jì)資料管理系統(tǒng)；(3)工作人員在施工階段使用數(shù)字化技術(shù)，對(duì)所使用的合同、施工項(xiàng)目、征地以及采辦等活動(dòng)內(nèi)容的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并建立資料庫進(jìn)行系統(tǒng)的管理，從而促進(jìn)施工的高效性以及高質(zhì)量[10]。

4 結(jié)語

通過上述內(nèi)容我們能夠知道：在現(xiàn)階段的發(fā)展中管道工程施工中有效的使用數(shù)字化技術(shù)，能夠在極大程度上促進(jìn)管道的安全性提升，在以往傳統(tǒng)的管道建設(shè)過程中存在著較多的缺陷，并不能保障管道施工的安全性以及質(zhì)量，但是數(shù)字化技術(shù)的有效使用，大大的改變了這一局面，促進(jìn)我國管道行業(yè)更加高效以及安全的發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)進(jìn)步打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。