長輸油氣管道智能化管理的應用及發展趨勢

王立香

（煙臺港集團有限公司）

1 長輸油氣管道智能化管理發展現狀

二十世紀末期，英特網在世界范圍內飛速發展，遙感、遙測、地理信息系統等空間信息技術不斷涌現，基于此美國率先提出數字地球理念。數字地球理念是基于英特網的數字化信息系統，通過圖形化界面展示數字化的地理數據。從此開始全世界進入數字智能化浪潮，英特網在我國也開始迅速普及落地，隨后移動互聯網、云計算、物聯網等新技術層出不窮，我國各個領域的信息化智能化探索開始蓬勃發展。

2016年，國家發改委、能源局、工業和信息化部聯合下發了《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》，提出以“互聯網+”為手段，將智能化作為基礎，促進能源與信息深度融合，推動能源互聯網新技術、新模式、新業態發展。有了國家層面的政策支持以及新技術的應用落地，我國相關企業開始積極嘗試管道智能化建設試點。2017年，中俄東線試點建設智能化管道，實現了工程資料的數字化移交、線路資產的可視化交互、站場的全自動化操作與全方位的立體感知預警。中國石油、中國石化、中國海油等中國油氣管道的龍頭企業都在實際項目中融入了智能化項目應用，助力油氣管道管理的智能化、一體化發展[1]。

2 長輸油氣管道智能化管理核心架構及管理原則

2.1 長輸油氣管道智能化管理核心架構

長輸油氣管道智能化管理核心架構主要分為三部分。

1）負責采集管理數據的數據層

它的運行需要基于嚴格的數據格式標準，在油氣管道建設運維的全生命周期中構建統一、細化、完整的管道信息化數據模型。這個信息化數據模型是建立在一套標準化、流程化、統一化的數據管理標準之上，它負責將不同源頭、不同種類、不同格式的信息進行統一格式轉化并整理后存儲到數據庫中為后續工作打下基礎。

2）進行數據處理和分析的服務層

它的建設基于油氣管道的完整管理系統，主要負責管理工作的分析和決策支持，利用數據層提供的統一格式完整數據庫，對整個系統的基本信息和業務情況進行整合、分析、比對，然后通過對業務流程的彈性控制；對業務管理提出建設性決策意見。

3）進行業務處理的應用層

它包含設備管理、管道保護、風險評價、安全管理、維護保養等實際業務。針對其各項實際業務針對使用智能化技術提升管理業務能力。例如在進行管道巡檢時使用物聯網和地理信息系統進行監控支持，在地質災害排查的時候使用無人機進行定期拍攝，對拍攝的圖像使用人工智能識別分析大范圍實時監測，保證長輸油氣管道的安全。

這三個部分前后連接相輔相成。其中數據層是整個架構的地基，為后面的數據處理分析提供有效精準的數據，服務層則作為管道連接數據層與應用層，應用層則是整個架構中的核心，它作為整個業務展開的載體為服務層決策的分析提供邏輯支撐[2]。

2.2 長輸油氣管道智能化管理原則

長輸油氣管道智能化技術在不斷進步更新，這就需要油氣管道智能化管理上面緊跟發展，轉變傳統管理思想，達到新技術和新管理思想的平衡，使得可以從新管理手段上不斷促進技術的發展，同時技術的更新升級也促使管理水平逐步提升。那么在進行長輸油氣管道管理工作時需要貫徹兩個主要原則。

①制定合理的管理頂層規劃，將整個管理思路滲透進入油氣管道建設運維的整個生命周期里。如果沒有在項目開始前進行完善的頂層管理計劃，在建設階段就很難保證完整收集管道的基礎數據和運維所需的其他數據，這就會導致在運維階段因為數據不夠全面，無法支撐預想的油氣管道智能化管理效果。出現這種現象的主要原因是忽視了油氣管道建設階段這個關鍵期。在這個關鍵時期可以非常方便、精確、精準的取得管道大部分的基礎數據。如果錯過了這個關鍵期，管道埋入土層內，這時候再進行數據測量就要投入大量資源和人力，同時還會有相當的誤差。所以需要在前期做好頂層設計，提前考慮整體管理框架，將數據收集和管理滲透到每個階段。

②抓住管理中的主要矛盾，以問題為導向進行工作，結合運維單位具體條件和項目客觀條件有重點的展開管理工作。例如在某些區域的石油管道偷油行為多發，就需要在管線巡查保護方面重點投入；在西南省份常有管道穿跨越管段，大部分管線處于人跡罕至的區域，就可以加強無人機技術的投入進行災害防治。所以運維單位應該抓住主要矛盾，有側重的開展工作，而不是盲目進行新技術引進，造成浪費，使經濟和人力投入得到最大化收益[3]。

3 長輸油氣管道的智能化發展實踐

3.1 長輸油氣管道管線巡護

傳統管理模式下長輸油氣管線的巡護管理工作主要有兩個方面的問題。

①由于整個輸油氣管線距離跨度極大，需要大量的巡線員，大量的工作人員在大跨度的空間下工作，給考核和跟蹤等管理工作帶來極大的困難；

②由于巡線員人數多，個人的文化水平和工作能力不同，在對管線隱患問題的判斷能力上存在主觀差異，工作質量的評價很難復核，嚴重的影響了巡護的質量，增加了事故發生的概率。

針對傳統管理模式的缺點，引入智能化新技術解決方案，即使用地理信息系統平臺對巡線員進行空間定位監測。在智能化平臺中可以實時查看所有工作人員是否完成預定巡查路線、是否在重要必經區域停留詳細巡查，高效、高質量的完成巡護工作的管理和考核難題。除此之外還可以加入無人機輔助進行巡線工作，通過航拍沿線圖像，經過計算機的分析處理幫助預警高風險區段。在輸油氣管線中最重要的設備泵機的安全運維中建設全數字化自動監測系統，實現泵機實時的震動監測和工作狀態監測，對設備的溫度、負載、壓力等數據進行收集并分析，當出現超過限定值的時候自動報警，保障了設備的穩定運轉。

3.2 油氣管道及其附屬設施的檢驗檢測

在油氣管道設施檢驗檢測的工作中會需要存儲和處理大量的信息，在其中引入大數據技術將極大提升檢測工作的效率和質量。由于檢驗檢測對數據存儲能力以及計算能力的要求非常高，智能化技術的突破和發展更容易在檢驗檢測方面找到應用場景。與其他工作不同的是，管道檢驗檢測工作具有極強的專業性，需要極高的建模、解析、計算性能。傳統的檢驗檢測分析模型，通常是依托傳統的經驗模型，經驗模型的特點導致了其計算結果的精度和效果受限于邊界條件的精準度和變量的數量，所以就需要大量的樣本進行批量計算[4]。

3.3 長輸油氣管道管理移動辦公應用

在長輸油氣管道管理工作中，因為空間尺度跨度極大，涉及工作人員數量多且相對分散，移動辦公的應用極度貼合這種工作管理模式。在日常辦公管理、場站和線路的巡檢以及外線應急工作中均能起到良好應用效果。基于移動應用的工業化軟件也逐步成為管理和流程控制的新興工具。移動應用由于其便于攜帶、操作簡便、數據聯網的特點，尤其適合油氣管道行業。如外管道線路管理的作業場所多在野外，而管道相關數據繁雜，存有歷史數據的臺賬、資料等由于體積過大，無法隨身攜帶，導致工作效率較低。但移動應用實現了歷史資料實時聯網查詢，線路業務隨時終端辦理，極大地提高了工作效率。在站場區域，設備的維修能夠通過防爆終端的移動應用進行合理調度安排，防止出現維修不足或維修過剩的情況；同時，還能方便操作人員實時查看設備信息、備品備件、歷史維修記錄，節省了工作時間[5]。

4 結語

作為專業的長輸油氣管道，必須在規劃的最開始就根據相關行業的管理規范開展完備、系統的管道建設工作，尤其是信息化、智能化管理，建立起完善的長輸油氣管道信息化、智能化管理系統，詳細收集、錄入各階段管道的數據和信息，建立系統的長輸油氣管道全生命周期數據庫，從可研開始，到設計、施工、竣工，再到最后的運營管理，要充分發揮數據信息的作用，結合物聯網等新興技術，實現長輸油氣管道管理的自動化水平，并進一步在長輸油氣管道管理中，提高數據采集、分析、預警的智能化能力，從根本上降低管道風險，提升管道管理質量。