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数字化管道技术在输气管道上的应用研究 朱富斌【摘要】本文概述了数的化管理技术在输气管道中应用的意义和原则，并探讨了数字化管理的管理措施，以供各位参考。【关键词】数字化管道；输气管道；应用；：TE832： A一前言：近年来，我国在数字化管道技术上虽然取得了飞速发展，但依然存在一些问题和不足，需要改进，在建设社会主义和谐社会的新时期，加强数字化对输气管道的控制，对确保居民的切身利益有着重要意义。二管道运行管理系统构成及功能管道运行管理系统由管道信息系统(MIS系统)、SCADA系统、仿真系统三大系统构成。三大系统实现数据共享,MIS系统提取并保存SCADA系统中的生产实时数据进行统计和分析,为管理信息系统提供数据基础、业务管理需要和决策支持,MIS系统还可以根据业务需要调用仿真系统运算后的仿真结果,接收并保存从在线仿真系统中提取的实时数据进行统计和分析;仿真系统可提取SCADA系统生产实时数据作为仿真、预测、检测等仿真操作的数据基础。1.SCADA系统SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统,即数据采集与监视控制系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能3。结构上SCADA系统包括调度系统、站控系统及相应的通信系统。从内容上看SCADA系统,由工程定义文件、组态软件、控制设备三个方面构成。工程定义文件,是关于SCADA系统监控界面、数据映射、设备定义和连接、体系结构的综合性描述;控制设备由PLC、RTU、智能仪表、多功能板卡等构成,是SCADA系统的采集和执行终端;而软件平台,则是工程定义和运行的环境,它的性能和功能,本质上决定了SCADA系统的性能和功能。2.仿真系统天然气管道仿真系统用天然气管道系统模型对真实管道系统进行模拟,并借助于专家经验知识、统计数据等对模拟结果进行分析研究,为系统的设计和管理提供支持。该系统具有如下功能4:a.可以模拟管道和设备的运行操作,显示管路纵断面图和管道设备的流量、压力、温度等运行参数随时间的变化,同时也可以实时显示管道、设备状况,并对仿真数据进行管理和多种形式的输出;b.可以预测诸如爆管、设备故障或其他的事故时所采取的不同的控制策略;c.模拟参数为管道优化运行和调峰提供依据;d.还可应用于在线操作人员的培训,大大缩短培训时间,节约大量经费。3.MIS系统管理信息系统具有如下几方面特点:a.统一的综合业务平台,可以与其他业务系统紧密集成,并实现真正的信息共享;采用组件式功能设计,具有良好的接口和方便的二次开发工具;提供多种接入方式及终端系统的移动业务平台;结合地理信息系统(GIS)先进的地图处理及空间分析功能;可靠、开放的数据库管理结构。1）项目管理系统对管道及管道设备的重大技术改造与大修工程项目进行专门化管理,包括立项管理、设计咨询管理、工程招投标、资金计划管理、施工合同管理、施工过程管理、采购计划、工程预决算管理、竣工验收、保修、固定资产建档、工程档案管理等。“数字化管道”即在工程勘察设计 、施工管理及运营管理过程中，全面实现以先进的 3S 技术（地理信息系统 GIS、卫星定位系统GPS、遥感 RS）应用为标志的全数字化建设和管理。数字化管道在建设中充分采用国家空间数据及坐标系基础设施数据，并利用航空摄影测量、卫星遥感影像获得管道周边的地形、环境等数据，与以往的管道数据采集管理方式相比，具有内容更加丰富，更新速度更快，数据描述更加完整准确，使用简洁方便等诸多优势，大大提高了对管道的监控能力。数字化管道将成为长输管道管理的必然趋势。2）管线GIS系统通过矢量化的管线电子地图,实现管道、设备信息的空间定位、搜索、查询和分析,分为四个工作子系统:地图管理、管道管理、设备管理、动态监视和综合查询统计。其中地图管理和综合查询统计两个模块是本系统的基本工作子系统。3）管道完整性管理系统对运营中面临的风险因素进行不断识别,制定相应的控制对策。管道完整性管理系统包括管道数据资料的收集和整合子系统,风险性评价和完整性评价子系统。4）安全系统完成对质量健康安全环境文档的分类、维护、索引和查询,通过网络实现公司总部、各级作业单位QHSE(质量健康安全环境)管理体系的在线查询和全文检索,方便的下达包括作业指导书在内的各类质量文档,实现QHSE部门对各级单位的质量管理和控制。同时提供安全防范、安全检查、安全操作流程及事故分析的功能,为长输管线安全生产提供有力保障。5）管道资源管理系统对管道运行所需的各种资源进行数字化管理,包括能耗管理(电力、自耗气用量,用油,用水量等的统计分析、优化调度)、物资资源管理、人力资源管理等。6）排污及环保管理系统对管道、站场的清管排污及管线放空进行数据收集和监测,根据QHSE管理体系实时调整使之符合环境保护要求。7）销售计量管理系统对管道输量实时采集、显示保存当日流量、昨日流量、本月流量、上月流量等各种结果,可查看、打印温度、压力、差压、流量的实时趋势图及历史趋势图进行销售数据统计分析,同时还具有合同管理、输量分配、计量交接、财务结算和用户档案管理等功能。采用数字化的勘查手段（如航空摄影测量 、数字化测绘技术），可以快速、准确地采集管道沿线的地形地貌、HSE设施数据，并同时获得矢量化的地形图 、航空影像和数字地面模型数据，这些数字化成果可直接用于管道设计。基于数字化勘查成果的管道设计 ，一方面可以提高设计效率和设计质量、另一方面可以直接输出数字化的设计成果，便于施工和今后运营时的数字化查询。三设计和施工中问题在长输管道建设过程中,数字化技术可分批次分阶段的完成,在设计及施工过程中,通过建立完整性数据库管理系统,将长管道从设计，勘察，施工，竣工各个阶段据完整的收集及建库,为运营期管道安全决策系统及其它应用系统提供数据支撑。1.采用数字化的勘查手段基础地理数据采集建库以国家基础测绘成果为依据,辅以卫星遥感影像，航空摄影资料,建设一套适用的，覆盖所经区域的空间信息数据库,为长输管道建设以及高效施工和后期的安全运营管理提供空间基础数据。数字化勘察手段可以快速，准确地采集管道沿线的地形地貌，同时获得矢量化的地形图，航空影像和数字地面模型数据,这些数字化成果可直接用于管道设计。一方面可以提高设计效率和设计质量，另一方面可以直接输出数字化的设计成果,便于施工和今后运营时的数字化查询。完整性数据采集系统据库,将管道生命周期各阶段的数据进行统一采集和分批管理,过采集和维护系统制定规范的审核数据进行检验和审核,确保数据的准确性,提供对建库数据的查询浏览，汇总，统计，综合分析等功能,为下一阶段的管道运营，维护，管理提供真实有效的数据支撑。2.基于数字化勘查成果的管道设计现场施工数据中,多数数据为不可逆或可逆性很差,因此做好现场数据的复测与检核工作,保证入库数据的精确性与完整性，为整个长输管道的设计和应用提供有力的保障。在数据精准的情形下即可开始针对长输管道进行方案的设计,将专题数据采集建库应用于管道设计之中,一方面是将长输管道建设前期的数字监控信息，勘察资料，设计图纸等资料进行整理入库,另一方面对长输管道施工建设过程中涉及的阴保，焊口，弯头，管道桩，穿跨越，水工保护，站场，进出站出入点信息，第三方油气管道，伴行光缆，其它管道及公共设施共11类专题数据进行采集和设计,为长输管道的快速和便捷的实现提供设计依据。定期的运营维护,另一方面通过施工过程的信息化,可以提高施工过程的整体管理水平3.应用软件系统开发建设期应用系统主要包括施工项目管理系统，管道完整性数据采集维护系统，管道地理信息系统等三个子系统,主要围绕管道设计及施工建设而进行的。三个子系统运用数字化技术,为长输管道的建设，后期维护等工作提供基本数据支持,有效的解决了长输管道由于铺设线路长，地理复杂，施工统筹规划性差等传统管道建设问题,为现代长输管道建设提供了更为有效的方式。四数字化管道技术在长输管道上的应用前景数字化管道是目前管道科技的主要发展方向,尤其在长输管道的建设中,方便之处就是利用数字化技术,将长输管道上的具体位置以及地理位置信息,标定坐标后将长输管道整段管道信息加以汇总构建模型,换言之,数字化管道就是一个网络化，信息化，坐标化的管道综合信息系统。应用软件系统开发建设期，应用系统主要包括施工项目管理系统，管道完整性数据采集维护系统，管道地理信息系统等三个，子系统,主要围绕管道设计及施工建设而进行的。三个子系统运用数字化技术,为长输管道的建设，后期维护等工作提供基本数据支持,有效的解决了长输管道由于铺设线路长，地理复杂，施工统筹规划性差等传统管道建设问题,为现代长输管道建设提供了更为有效的方式。五结束语通过对上述情况分析，进一步明确数字化管道技术，为长输管道上的优化、完善奠定了坚实基础，有助于提高竞争力和效益。参考文献：1红兵,李长俊,彭善碧输气管道故障诊断中的实时模型法天然气工业2009.102佚 名GIS在管道运行和紧急计划中的应用王国芬译.新疆石油科技信息2009.093薛传华浅谈庆哈庆齐数字化管道中国科技纵横2010.074杜毅,杨茂,刘永茜数字管道技术发展与应用天然气与石油2009.085邢延炎,袁国斌,苏 红面向WEB的上海石化管网管理系统的开发研究地球科学)中国地质大学学报2012.076严大凡,翁永基,董绍华油气长输管道风险评价与完整性管理化学工业出版社 2010.11 -全文完-