基于標準文獻計量的我國智慧管網標準化發展現狀與趨勢研究

Research on the Development Status and Trend of China's Smart Pipe Network Standardization Based on Standard Literature Measurement

XU Ting1 ZHANG Chengguang2 LI Ru1ZHANG Hua1LI Yanhua1 LYU Hua1 （l.CNPC Tubular Goods Research Institute; 2. China National Petroleum Corporation Science and Technology Management Department Administration）

Abstract：[Objectivel Thestandardizationof smart pipe network is an important basic work to promote theconstruction of smart city pipe network.The purpose of this paper is to clarify the development status of China’s smart pipe network standardization，andstudyits future developmenttrend，inordertoprovideascientific basis forthestandardization development of China’s smart pipe network.[Methods]Onthe basis of clarifying theconceptconnotationand objectives of smart pipe network，the standard literature measurement method wasused to analyze the standardization developmentof China'sthree majoroilcompanies fromtheaspectsofstandarddevelopment trend，fieldhotwords，cooperativeuits，etc. [Results]Basedonthe definitionandobjectiveofsmartpipe network，this paper clarifies thestandardization development status of China’s smart pipe network. [Conclusion]The standardizationof China’s smart pipe network willshow three major development trends：the shiftfromfocusing onstandard quantitytostandardquality，paying moreattention totheinteractive developmentofstandardizationandscientificandtechologicalinnovation，andtothedevelopmentofindustrialdigitalization and green transformation standards.

Keywords：smart pipe network;standardization; development status; trend analysis

0 引言

目前，信息技術和物聯網技術迅速發展，以及我國城市化進程日益加速，對城市基礎設施數字化建設和管理提出了更高的要求。智慧管網作為城市基礎設施數字化轉型發展的重要組成部分，主要是通過運用大數據、云計算、物聯網等先進技術，實現了對城市管網的智能化、精細化、高效化管理，不僅提升了城市管網的運行效率，也增強了城市基礎設施的安全性，為我國城市化進程的健康發展提供了重要支撐。標準化作為推動技術進步和產業升級的重要手段，對于智慧管網的發展具有舉足輕重的作用。近年來，隨著智慧管網技術的不斷發展和應用，我國智慧管網標準化建設也取得了顯著的進步。與此同時，我國智慧管網標準化建設仍面臨一些問題和挑戰，如標準體系尚不完善、標準化工作缺乏統一協調、與國際標準對接程度不夠等。

鑒于此，本文在明確智慧管網的內涵和目標基礎上，采用標準文獻計量方法分別從標準研制數量、各省份研制數量、領域熱詞、起草單位合作網絡等方面分析了智慧管網標準化情況，明確我國智慧管網標準化發展現狀，據此研判我國智慧管網標準化發展的趨勢。

1智慧管網概念內涵與文獻述評

智慧管網是一種集成了智慧化技術的管道網絡，它利用現代信息技術手段，實現城市綜合管網的全面信息化和智能化管理。具體來說，智慧管網通過綜合運用物聯網、云計算、大數據等技術，實現對管網數據的采集、傳輸、處理和應用，從而對城市管道系統進行實時監測與數據分析，為管道系統的智能化管理提供支持。智慧管網旨在提高管網的可靠性及管理效率，減輕城市管網運行的[1-5]負擔，增強其安全可靠性和運行效率 O

智慧管網具有數據全面統一、感知交互可視、系統融合互聯、供應精準匹配、運行智能高效、預測預警可控等特征。它通過感知層、傳輸層、服務層系統架構集成管道全生命周期數據，提供智能分析和輔助決策的功能，實現人看不見的管道的可視化、網絡化、智能化管理。同時，智慧管網以地下管網數據共享為基礎，以運行監管為主體應用，以控制管網管線安全運營風險為目的，實現管線運行全生命周期的管理[67]。標準化是一種將產品、過程和服務規范化的方法，通過制定一套共同的規則和指南，以確保智慧管網產品和服務的質量、安全性和可靠性。鑒于此，通過梳理相關研究發現，當前有關智慧管網標準化發展現狀與趨勢的研究主要聚焦于以下2個方面：

（1）當前研究較多關注智慧管網與標準化之間關系研究。首先，智慧管網的建設和管理需要遵循一定的標準和規范，以確保其正常運行和安全性。這些標準可能包括技術規范、數據格式、接口標準等，以確保不同系統之間的兼容性和數據共享。其次，標準化可以促進智慧管網的發展和應用。通過制定統一的標準和規范，可以推動智慧管網技術的普及和推廣，促進不同廠商之間的設備兼容和數據共享，從而降低成本、提高效率。最后，智慧管網也需要不斷地進行技術創新和升級，以適應城市發展和變化的需求。而標準化可以為這些技術創新提供指導和支持，確保新技術的兼容性和可擴展性。因此，智慧管網與標準化之間密切相關，標準化是智慧管網建設和管理的重要保障，也是推動智慧管網技術發展和應用的重要手段。

（2）大多數研究采用基于科技論文文獻計量方法來揭示某一領域標準化發展現狀與趨勢，但忽略了標準文獻本身所包含的內容和知識，采用這種思路自然無法精準刻畫智慧管網領域標準化現狀與趨勢。區別于現有研究，本文將創新性采用標準文獻計量分析法來開展智慧管網標準化發展現狀與趨勢研究。標準文獻計量分析法是一種通過統計分析文獻的各個特征，如起草單位、研制標準數量、關鍵熱詞以及起草單位合作網絡等，來評估標準文獻的使用價值、發展趨勢和影響力的一種方法。該方法已經成為現代科學研究中的重要工具，被廣泛應用于科學領域中的各個學科，如醫學、生物學、物理學和社會科學等。此外，它還可以用于評估某個起草單位的學術水平和影響力，以及發現某個領域的熱點問題和新興研究方向[8-12]。

鑒于此，本文將采用標準文獻計量方法分別從標準研制、各省份標準研制數量、領域熱詞、起草單位合作網絡等方面分析智慧管網標準化情況，明確我國智慧管網標準化發展現狀，研判我國智慧管網標準化發展的趨勢。

2 智慧管網標準化發展現狀

國內外尚未有權威機構發布智慧管網標準體系，因此沒有權威依據作為梳理智慧管網標準的范圍。根據石油管網特點，結合大數據、物聯網等“智慧”領域相關標準，將智慧管網分為基礎通用、建設運行、安全保障三大類（詳見圖1），數據年份為2001—2023年，共梳理國家標準和行業標準425項，其中國家標準132項，行業標準293項。而在這些標準中，基礎通用標準占較大比重，數量達到282項，占標準總量的 66% ，建設運行標準和安全保障標準數量分別為125項和18項，占比較小。

圖1智慧管網三大類型標準占比情況

智慧管網標準體系是一個復雜構成系統，可以進一步分為術語與符號標準、建設及運行導則標準、基礎數據類標準、智慧管網成熟度標準、網絡通信標準、云計算與存儲標準、網絡安全標準、工程建設項目管理標準、油氣管道工程設計標準、物資采購標準、施工及驗收標準、風險防護標準、檢測檢驗標準、地災防護標準、設備設施完整性管理標準、站場設備智能化、無人機站場運行管理、智慧管網運行與控制原則及調度管理、智慧管網可靠性標準、智慧管網自動化標準、智慧管網調度優化技術、LNG接收站建設運行智能化標準、LNG感知系統智能化、儲氣庫管理及管控系統智能化、儲氣庫運行優化系統智能化、安全環保標準、應急管理標準27個具體分類（詳見圖2）。其中網絡信息標準數量最多，達到173項，云計算與存儲標準51項，智慧管網自動化標準也達到了37項。由此可見，智慧管網標準體系是一個系統，它涵蓋了智慧管網建設、運營和管理的各個方面，包括技術標準、管理標準、數據標準以及檢驗檢測標準等。

標準研制與經濟發展密切正相關。根據標準起草單位的地域特點，經濟基礎好的省市（如北京、廣東、江蘇等）通常標準研制工作也比較扎實，其研制智慧管網標準的數量較多（詳見圖3），排名靠前。相反經濟欠發達地區（如青海、寧夏、新疆等），其研制智慧管網標準的數量較少，排名靠后。

智慧管網標準的熱詞體現了工業化和信息化融合的特征（詳見圖4）。信息、通信、計算、聯網等熱詞體現了智慧特點，石油、管道、天然氣等熱詞體現了管網行業，熱詞分析從整體上呈現了智慧管網技術要點。對熱詞分析而言，智慧管網本身就體現了工業化與信息化融合的特點。在傳統的工業化過程中，管網系統主要關注基礎設施的建設和運營，包括管道的鋪設、維護和管理等。然而，隨著信息化技術的發展，特別是物聯網、大數據、云計算等技術的廣泛應用，智慧管網應運而生，將信息化與工業化緊密結合，運用物聯網技術，通過在管道上安裝傳感器和監測設備，實現了對管道系統的實時監控和數據采集，可以實時監測管道的壓力、溫度、流量等關鍵參數，并將數據傳輸到云端進行分析和處理。這種實時的數據采集和傳輸，使得管網系統能夠更加準確地了解管道的運行狀態，及時發現潛在的安全隱患，提高管道的安全性和可靠性。同時，智慧管網還借助大數據和云計算技術，對采集到的數據進行分析和挖掘，提取出有價值的信息。通過對歷史數據的分析和比對，可以預測管道的運行趨勢和可能出現的問題，為決策者提供科學依據。此外，智慧管網還可以利用人工智能技術，實現自動化控制和智能決策，提高管網系統的運行效率和智能化水平。

圖32001一2023年智慧管網標準起草省份數量統計

行業熱詞油氣信參考服務聯網工程驗收直流復用傳送

油氣管道企業的跨領域、跨行業合作較少。智慧管網標準起草單位主要包括信息技術和油氣管道相關企業（詳見圖5）。其中，信息技術企業占比87% ，華為技術有限公司排名第一。在油氣管道相關企業中，中國石油天然氣股份有限公司管道分公司位置最高，排名第五。由中國石油天然氣股份有限公司管道分公司合作研制標準單位（詳見圖6）可知，合作單位基本為石油行業的相關企業、高校和科研院所，跨領域、跨行業合作較少，未來需要加強油氣管道企業與技術信息企業交流合作。

圖5智慧管網標準研制數量排名前15起草單位

3智慧管網標準化發展趨勢研判

3.1更加關注由標準數量向標準質量轉變

智慧管網涉及的智慧化基礎標準數量多、范圍廣，已經具備智慧化建設的基礎，即將成為智慧管網技術發展的強有力基礎支撐。但是，我國智慧管網建設運行標準數量較少，尤其是智慧管網調度優化技術、LNG接收站建設運行智能化、LNG感知系統智能化、儲氣庫管理及管控系統智能化、儲氣庫運行優化系統智能化等重點技術智能化領域，暫處于無標可依的狀態。因此，在智慧管網未來的標準化工作發展方面，應將主要側重點集中在建設運行類標準，尤其是相關技術領域的智能化、感知化標準的制修訂方面。我國經濟發展由高速增長階段轉向高質量發展階段，即從強調經濟增長規模數量轉向經濟增長效率質量。對標準而言，也應實現由數量規模向高質量轉變。我國標準化政策加大了對高質量標準的支持力度，油氣行業也要積極響應國家政策要求，轉變數量取勝的理念，著力推動高標準、高水平標準化研制和應用，以高標準引領我國油氣行業高質量發展。

圖6中國石油天然氣股份有限公司管道分公司合作研制標準單位

3.2更加重視標準化與科技創新互動發展

《國家標準化發展綱要》把標準化與科技創新互動發展放在五大發展任務的首位，技術標準是科技成果向現實生產力轉化的橋梁和催化劑。當前，我國智慧管網標準有效供給仍然不足，智慧管網標準脫實向虛傾向仍然存在，即智慧管網標準尚未真正成為推動油氣行業智能化技術創新與質量提升的利器，也尚未發揮科技成果轉化與產業化的中介或橋梁作用。新時期，推動油氣行業高質量發展，以服務科技創新發展為重要目標，智慧管網標準化工作脫虛向實，強化智慧管網標準的基礎性制度作用，以高標準引領和帶動油氣行業高質量發展，以油氣行業轉型升級倒逼標準化，將智慧管網標準作為生產要素融人技術創新和產品生產過程，進一步加快科技、標準和產業融合步伐，提高創新對經濟增長的貢獻率，進而加快形成創新驅動我國經濟高質量發展的標準范式。

3.3更加關注產業數字化和綠色化轉型標準研究

圍繞油氣管網行業數字轉型需求，制定統一的技術標準，包括管網設備的接口、數據傳輸協議、數據處理算法等，以確保不同系統之間的兼容性和互通性。健全管理標準，包括管網設施的運行管理、維護管理、安全管理等，以確保管網設施的正常運行和安全使用。制定數據標準，包括數據的采集、傳輸、存儲、應用等，以確保數據的準確性和可靠性。在綠色化轉型方面，制定嚴格的環保標準，確保智慧管網的設計、建設和運營符合環境保護要求，減少對環境的影響。推廣節能技術和設備，制定節能標準，降低智慧管網的能耗和運營成本，提高能源利用效率。建立智慧管網廢棄物的循環利用體系，制定循環利用標準，實現資源的最大化利用和環境的可持續發展。

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