蔣白樺

摘要：石化企業(yè)的原料、產(chǎn)品、互供物料等通過管網(wǎng)進(jìn)行傳送，這些復(fù)雜的管網(wǎng)受到歷年的改、擴(kuò)建等因素的影響，規(guī)模龐大、關(guān)系復(fù)雜、效率低下并存在一定的安全隱患。因此，利用信息技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)智能管線系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)管線智能化管理、可視化運(yùn)營的必由之路。論文從石化企業(yè)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)出發(fā)，給出了智能管線的特征并分析了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)范圍。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開發(fā)了石化企業(yè)智能管線系統(tǒng)，并詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的核心技術(shù)。最后，通過總結(jié)中國石化下屬企業(yè)的應(yīng)用成效，為管線信息化工作提供了參考借鑒。

關(guān)鍵詞：智能管線；信息化；石化；過程系統(tǒng)工程

引言

隨著石油天然氣的消耗量逐年增加，石油天然氣輸送管線的建設(shè)管理水平也要隨之提升以滿足越來越大的能源需求[1]。應(yīng)用信息技術(shù)手段，掌握和維護(hù)管線信息，逐步實(shí)現(xiàn)管線的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營到維護(hù)的全生命周期管理，是維護(hù)石化企業(yè)正常運(yùn)行、保證生產(chǎn)安全的重要措施。其中，研發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、可視化、自動(dòng)化以及智能化等特點(diǎn)的智能管線系統(tǒng)是其中重要的一步。

1.智能管線系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

1.1智能管線系統(tǒng)的特征

綜合對(duì)國內(nèi)外管線管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢的分析[2-3]，并結(jié)合云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、新一代移動(dòng)通訊等信息技術(shù)發(fā)展，本文認(rèn)為智能管線應(yīng)具有以下六項(xiàng)特征：

2. 智能管線系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 二三維地理信息平臺(tái)

二三維地理信息平臺(tái)是智能管線系統(tǒng)的核心平臺(tái)，其主要功能包括。

（1）數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)對(duì)多種數(shù)據(jù)（矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)等）的編輯、重組與發(fā)布。

（2）開發(fā)管理

平臺(tái)提供一整套適用于業(yè)務(wù)的開發(fā)框架，包括客戶端配置開發(fā)和移動(dòng)端配置開發(fā)兩部分。

（3）基礎(chǔ)服務(wù)

基礎(chǔ)服務(wù)包括數(shù)據(jù)服務(wù)、顯示服務(wù)與計(jì)算服務(wù)三部分功能。數(shù)據(jù)服務(wù)為智能管線系統(tǒng)提供模型數(shù)據(jù)服務(wù)、地理信息服務(wù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)等。顯示服務(wù)可以為智能管線系統(tǒng)提供環(huán)境、文字等各種類型三維/二維顯示等；計(jì)算服務(wù)可以為智能管線系統(tǒng)提供路由計(jì)算、地形計(jì)算、面積計(jì)算、體積計(jì)算、距離計(jì)算、坡度計(jì)算等，包括空間分析與空間量算。

（4）引擎服務(wù)

引擎服務(wù)包含二維引擎服務(wù)和三維引擎服務(wù)兩部分。二維引擎能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)GIS底層資源的管理。三維引擎實(shí)現(xiàn)三維模型、地理空間信息、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)有機(jī)融合，為平臺(tái)提供數(shù)據(jù)支持、邏輯支持的可視化運(yùn)行環(huán)境。

（5）運(yùn)維管理

平臺(tái)自身具有運(yùn)維管理機(jī)制，通過平臺(tái)監(jiān)控等多個(gè)功能，有效規(guī)避在平臺(tái)運(yùn)行過程中的風(fēng)險(xiǎn)，為整個(gè)平臺(tái)的長期、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

2.2數(shù)據(jù)模型

針對(duì)完整性管理工作需要，將管道數(shù)據(jù)模型分為以下十大部分：管道中心線與層次、設(shè)施、檢測、侵占、運(yùn)行、腐蝕防護(hù)、事件支持、完整性管理、歷史記錄、環(huán)境數(shù)據(jù)，管道數(shù)據(jù)模型的物理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.應(yīng)用成效

從2014年8月起，智能管線系統(tǒng)覆蓋了中國石化50家企業(yè)近3萬公里的長輸和廠際管線。

（1）管輸過程監(jiān)控

管輸過程監(jiān)控提供未到港油輪的實(shí)時(shí)船情、異常事件的分布及處理情況等各專業(yè)概要信息，有效提高了管輸綜合監(jiān)控管理能力。

（2）管道完整性管理

管道完整性管理實(shí)現(xiàn)管線陰極保護(hù)、隱患管理以及管線高后果區(qū)管理等功能。

（3）異常事件管理

異常事件管理功能實(shí)現(xiàn)對(duì)異常事件上報(bào)、審核、處理、督辦、確認(rèn)的閉環(huán)管理，使異常事件早發(fā)現(xiàn)、早處理，可有效地杜絕事故的發(fā)生。

（4）安全管理

安全管理實(shí)現(xiàn)了管線的巡線管理、智能儀表在線診斷、大數(shù)據(jù)挖掘分析與預(yù)警等功能。

（5）生產(chǎn)管理

生產(chǎn)管理實(shí)現(xiàn)能耗評(píng)價(jià)與管理、站庫管理、生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控等功能。

4.結(jié)論

石化企業(yè)管線系統(tǒng)錯(cuò)綜復(fù)雜、資源分散、底數(shù)不清，存在著運(yùn)行效率低、安全隱患高等問題。論文從石化企業(yè)業(yè)務(wù)特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合智能管線特點(diǎn)，利用信息技術(shù)手段設(shè)計(jì)開發(fā)的智能管線系統(tǒng)可從根本上解決各類管線運(yùn)行中存在的問題，大幅提升生產(chǎn)、管理效益。系統(tǒng)在中國石化下屬企業(yè)成功進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用，并取得了顯著成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]Tariq S. Khan， Mohamed S. Al-Shehhi， Review of Black Powder in Gas Pipelines – An Industrial Perspective[J]， Journal of Natural Gas Science and Engineering， 25： 66-76， 2015.

[2]Hossam A. Kishawy， Hossam A. Gabbar， Review of Pipeline Integrity Management Practices[J]， International Journal of Pressure Vessels and Piping， 87： 373-380， 2010.

[3]曾文，喬煒，強(qiáng)曉春， 運(yùn)用GIS技術(shù)研制石化管線管理系統(tǒng)[J]， 地球科學(xué)， 03： 353-356， 2002.

[4]裴璐穎，劉曉娟，李瑋顧. 基于地理信息云服務(wù)的現(xiàn)代企業(yè)管理模式[J]. 測繪與空間地理信息， 36： 46-49， 2013.