新時期背景下管道工程施工中數字化管理應用

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 傳統管道工程施工中存在的不足

在以往使用傳統方式進行管道施工設計以及計劃制定的過程中，經常會出現工作計劃設計內容與現場的實際施工狀況不匹配，這主要是因為現階段的許多地形圖圖形在更新過程中不及時，而且相關資料也非常有限，使得一些設計人員在進行施工計劃設計和制定的過程中能夠參考的數據信息過少，擁有的數據不準確，所以在實際的管道工程施工過程中，經常會出現一邊施工以便進行施工方案的修改問題，而且還不止修改一次，這就導致管道工程施工之前的準備工作無法完善，修改設計內容還會在一定程度上拖慢工期、影響施工的質量以及效率[1]。

管道施工的設計思想并不能夠在實際的施工中得到實施，這主要是因為在進行設計的過程中，圖紙一定會比實際的施工現場小，受到圖紙比例以及尺寸等多方面的影響，并不能將施工現場的實際情況展現出來，這就導致工作人員的設計理念與思想不能夠得到充分的施展，施工人員與設計者之間存在著理解的誤差，導致管道施工在建設過程中或者是后期出現很多的質量問題。

管道工程在實際施工過程中并不能夠將設計的成果以及效果進行有效的體現，在管道施工、竣工進行運行之后，相關工作人員在對其進行運行管理的時候，由于管道在實際施工過程中進行了多次的設計規劃修改，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、運行以及管理等工作帶來了一定的麻煩和困難，特別是在對管道施工重點位置進行維護以及檢修的過程中，工作人員不能夠進行準確的定位，從而降低檢修的效率以及效果[2]。

2 管道工程施工各個階段的數字化技術建設狀況

2.1 在管道工程可行性研究階段的建設狀況

2.1.1 管道工程的建設內容

在對管道施工進行可行性階段的相關工作過程中，工作人員需要對施工的數據進行收集，其中主要包含了：建設地區的社會經濟、人口、自然環境、地貌特征、地形、礦區等，并建立相應的資料庫進行保管，然后在此基礎上將收集到的相關數據進行掃描，利用 GIS 數據轉換、屬性數據錄入、投影坐標轉換等手段，將這些數據形成不同類型的子庫。工作人員通過對數據轉換技術的使用，將不同類型的數據資料轉換到統一個數據庫中，然后再利用不同的軟件對這些數據進行有效的疊加等[3]。將這些數據轉化成為專業的數據模型以及分析模型，這樣就能夠建立不同專業的評估系統以及輸氣線路系統等，為管道的施工建設提供充分的數據和資料。

2.1.2 可行性階段實現的功能

在管道施工的可行性階段使用數字化技術，主要能夠實現的功能有以下三種[4]：(1)通過對不同類型自然地理資料以及數據的收集和分析，并將收集來的數據放在相同坐標上進行對比，就能夠對管道施工的整體路線進行規劃以及設計，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性，不會出現破壞環境等問題，同時還能繞開地震、地質的災害區，保障管道施工的質量以及安全性；(2)對不同的數據建立不同類型的數據庫，保障這些不同類型的數據庫在管道勘察、施工以及運行過程中都能夠發揮有效的作用；(3)通過對管道施沿線地區的社會經濟狀況、人口等數據進行收集，并在此基礎上建立完善的分析評估系統，對管道施工項目的經濟效應等進行可靠的評估。

2.2 在管道工程勘察設計階段的建設狀況

對遙感圖像處理系統的使用，該系統能夠對高光譜數據、雷達數據以及衛星遙感多光譜數據進行高效的分析、顯示以及處理。而且還能夠對衛星遙感多光譜數據進行解釋，從而得到管道工程施工過程中經過區域的方案，為工作人員提供不同的施工方案，然后工作人員就會根據具體的施工要求以及目的，選取適合的方案進行討論以及實施[5]。這種方式比以往傳統的使用地理、地質以及地圖等方式更加的科學、高效和合理。

對地質測量信息系統進行使用，該系統的有效使用能夠幫助工作人員更好的進行管道選線工作，該系統為工作人員提供了沿線水紋、地質等方面的數據以及圖紙，幫助工作人員更好的了解施工狀況。

對數字攝影測量處理系統進行高效的使用，該系統能夠將獲得的資料轉化為不同層次的成果，從而為工作人員在進行管道線路選擇以及設計等方面提供充分的資料依據，該系統與衛星遙感技術相比較的話，具有許多的優點，比如說分辨率高、細部表現明顯以及航測數據比例尺大等，對工作人員進行管道選線有著重要的促進作用[6]。

3 管道工程建設中對數字化技術的應用

在管道施工建設過程中有效的使用數字化技術，能夠在極大程度上彌補以往傳統管道施工方式存在的缺陷，我國在發展中建設的第一條數字化輸氣管道就是西氣東輸中的冀-寧聯絡線，這條管道路線的順利完成，為我國后面的數字化管道建設提供了寶貴的借鑒以及鼓勵，為我國日后的管道數字化建設提供了參考[7]。冀-寧管道工程在建設過程中，使用的數字化技術主要包括了以下幾種：地理信息系統技術、空間數據采集處理技術、虛擬現實技術、網絡應用技術、企業資源計劃、傳統的CAD 技術、大型數據庫技術以及項目管理技術等。在其建設過程中，相關工作人員以及施工單位還根據具體的施工狀況和不同階段的施工要求，使用了數字管理技術，從而建造了完善的管道數據庫，這樣就能夠為日后的工作提供寶貴的經驗[8]。其中主要有以下三點：

(1)在管道施工的可行性研究階段，相關工作人員使用數字化技術對氣源以及目標進行確定，并在此基礎上建立相應的數據庫，這樣就能夠方便相關工作人員在日后的施工過程中對所有施工路線進行分析，并找出最后的施工路線，這樣對應下來的工程投資估算也會是最優的，能夠保障管道施工的經濟性[9]；(2)在管道施工的勘察設計階段，相關工作人員需要對不同的建設內容以及設備等進行設計，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據采集技術，對一開始預定線路的空間數據進行收集以及分析，從而有效地建立線路帶狀基礎地理空間數據庫，相關工作人員可以利用這個數據庫對設計線路進行不斷的優化以及改進，有效的完成對施工圖、工藝場站以及機械設備的設計，并在此基礎上建立完善的勘察設計資料管理系統；(3)工作人員在施工階段使用數字化技術，對所使用的合同、施工項目、征地以及采辦等活動內容的相關數據進行收集，并建立資料庫進行系統的管理，從而促進施工的高效性以及高質量[10]。

4 結語

通過上述內容我們能夠知道：在現階段的發展中管道工程施工中有效的使用數字化技術，能夠在極大程度上促進管道的安全性提升，在以往傳統的管道建設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量，但是數字化技術的有效使用，大大的改變了這一局面，促進我國管道行業更加高效以及安全的發展，為我國經濟發展以及社會進步打下堅實的基礎。