石油长输管线信息化专项方案朗坤.docx

石油（气）输送管道信息化处理方案
1 概述
石油天然气输送关键依靠管道，据中石油集团统计，70%原油和成品油、99%天然气经过管道运输完成，估计中石油运行油气管道总长度将超出10万公里。不过，伴随油气输送规模扩大，输送管道安全问题越来越突出，比如：7月16日大连市保税区输油管道爆炸引发大火，事故造成1人轻伤，1人失踪，造成直接财产损失为22330.19万元。11月22日青岛黄潍输油管道泄漏，原油进入城市排水系统，应急处理不妥造成爆炸，事故共造成62人遇难，136人受伤，直接经济损失75172万元。越来越多输油管线事故，严重威胁社会民生、安全和生态环境。
青岛安中石化管道爆炸事故发生后，国家安监总局经过调查，认为造成事故直接原因是：输油管道和排水暗渠交汇处管道腐蚀减薄、管道破裂、原油泄漏，流入排水暗渠及反冲到路面。原油泄漏后，现场处理人员采取液压破碎锤在暗渠盖板上打孔破碎，产生撞击火花，引发暗渠内油气爆炸。而根本性原因关键有以下多个方面：
1、安全生产主体责任不落实，隐患排查治理不根本，现场应急处理方法不妥。
2、落实落实国家安全生产法律法规不力。
3、管道保护工作主管部门推行职责不力，安全隐患排查治理不深入。
4、开发区计划、市政部门推行职责不到位，事故发生地段计划建设混乱。
5、相关部门对于事故风险预判错误，造成应急响应不力。
针对近期管线等基础设施事故不停，安全生产形势严峻，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平就做好安全生产工作做出关键指示：接连发生重特大安全生产事故，造成重大人员伤亡和财产损失，必需引发高度重视。人命关天，发展决不能以牺牲人生命为代价。这必需作为一条不可逾越红线。国务院接连公布32，36号文件，要求利用信息化手段，提升管线等基础设施管理水平。
南京朗坤软件（以下简称朗坤）是中国著名从事本质安全管理软件企业，致力于两化深度融合，利用数字化手段提升政府企业管理水平。南京7.28化工管线大爆炸后，朗坤深入研究中国管线管理现实状况，结合本身实践和技术积累，集合各方面教授智慧，和国家关键试验室，关键大学及研究所合作，在中国首次提出基于数据共享平台、管控一体化平台、辅助决议平台三层一体化架构管线全方面处理方案，方案得到包含李德仁、钱七虎在内教授组高度评价并在南京成功实现。现在已推广到市政、港口、石油等管线行业，受到广大用户一致好评。
2 系统架构

图 1系统框架图
1、数据共享平台
经过多源异构数据共享技术、GIS技术，实现分段管理油气长输管道数据共享，而且作为管控、决议数据支撑。而且实现管线齐全、管位正确、使用便捷、统筹维护，为管线计划、施工、提供全方面正确地理空间信息和管线信息。
2、管控平台
经过步骤技术、无线传感技术、实时监控监测技术，实现全方面管理、步骤控制、上下联通、实时监控，切实保障数据连续更新和有效利用，对管线实施从计划、建设、运维直至退伍全生命周期管理，对管线施工和安全生产实施全局、全方位、立体式管理和监控，帮助各管道企业安全生产、增效节支，帮助各地域管理处协同高效落实安全监管。
3、辅助决议平台
经过数据挖掘技术、BI技术、步骤技术和移动技术，全方面整合信息、步骤、知识和管控手段，实现信息整合、实时指挥、智能分析和辅助决议，实现标本兼治，落实“防消结合”，促进石油管线智能管控可连续发展。
3 系统功效
3.1 物联网监测
3.1.1 管网位置标识器
对于埋设在地下油气管线，因为地基沉降等方面原因，位置会发生改变，管网位置标识器采取RFID技术，对于管道关键位置进行电子标识器布设，能够处理以下多个问题：1、埋于地下油气管线探测难度大问题，能够实现快速定位；2、巡检工作人员抵达巡检地点后，经过终端RFID功效读取设备信息，并和后台服务器存放信息进行核实，快速发觉问题。电子标识器是一个无源器件，无需电池工作，终生免维护。高密度聚乙烯外壳防潮防腐，能抵御外界环境猛烈改变。

图 2管网位置标识
3.1.2 管网实时状态监测
朗坤企业和武汉理工大学国家光纤传感关键试验室合作，依据油气管线、管站实际情况及其日常管理、生产调度等需要，在管网上安装温度、压力、流量等光纤传感监测仪器，将监测信息集成到实时监测监控系统中，便于管线管理部门实时了解管线实时状态，有效开展运维、检修等相关工作。
光纤传感技术是伴伴随光导纤维和光通讯技术发展而另辟新径发展起来一类崭新传感技术。它是经过光敏材料或光敏元件将温度、应变、应力、振动、声波等被测参量转换为在光纤中传输对应光学参量新一代传感技术。光纤传感技术含有以下优点：
1、 本质安全、抗干扰能力强、稳定性高
2、 检测现场不需电源，带状分布，适应野外长距离监测
3、 易于组网，能够轻松实现远距离传输
4、 寿命长、体积小，易于安装
3.2 数据共享平台
3.2.1 数据管理子系统
油气储运空间数据含有数据跨度范围大、种类繁多、关系复杂、多百分比尺、非结构化且其内容有实时改变等特点。数据管理子系统可实现CAD、GIS、MDB等多个格式空间数据和多种监测状态数据有效组织和管理，完成多种数据检验、建库、入库等数据管理功效。实现对空间数据、业务数据、实时数据有效管理，确保后续油气储运信息有效管理。
3.2.2 综合可视化子系统
研究表明，80%管线信息全部和空间位置相关，所以在本系统平台中，将多种油气信息数据经过空间技术进行关联并加以展示，对油气长输管线、油气站、储运配套设施等进行三维建模，数据库存放，实现多种信息查询统计分析。而且基于二、三维模型库，实现二三维信息联动展示及分析。灵活展现全视角缩放、漫游、飞行，使数字化、信息化、科技化得到最好表现。
3.2.3 信息服务子系统
面向管线管理企业各部门提供基于数据服务，实现油气储运共享和互操作，和和区域管理部门和已经有业务系统进行无缝集成。各部门能够综合本身用途和需求，经过平台提供数据、功效服务接口，开发含有自己独特风格信息系统，或是直接对本系统进行简单配置，实现个性化信息系统定制。
3.2.4 运维支撑子系统
经过对用户、角色、权限、菜单、模块等管理，实现对于系统安全控制，而且经过系统参数、系统日志、服务巡检等管理，构建油气储运基础运行管理数据，确保系统平台正常运行。
3.3 管控平台
3.3.1 设备管理子系统
设备管理子系统关键是为提升油气储运设备利用效率，最有效发挥储运管线、储运站设备效能，降低企业运行维护成本为目标，经过信息化手段，建立设备台账，统计设备基础信息、扩展信息、设备文档等内容，实现设备缺点、预防性维护等有效管理。
3.3.2 管网监测子系统
利用物联网、实时数据库、地理信息等多个技术相结合，经过集成相关监测监控系统实时信息（SCADA系统），快速、实时获取管线位置、参数指标、健康状态等信息，实现管网实时监测、趋势分析、智能预警，而且和短线报警模块进行集成，经过短信发送实时信息，确保相关人员对管线状态实时监控，为管网运维管理、事故处理提供支撑。平台提供综合报表管理、隐患排查监管等模块，帮助油气储运企业各部门有效开展工作，推行监督管理职能，从而保障油气管线和站点安全。
3.3.3 管网巡检子系统
基于3S技术，采取B/S架构，使用服务端和巡检移动端相结合方法，经过现代通讯手段，对巡检人员、巡检活动、巡检方案进行管理，实现工单动态派发，经过定位技术，实时定位巡检人员位置，动态生成巡检轨迹图，确保巡查到位，提升巡线质量，降低巡线成本。同时也灵活方便对户外巡检数据进行采集、整理分析，也便于对巡检人员进行业绩考评，极大提升了巡检效果，最大程度确保安全生产，预防不法分子对管线设施破坏。

图 3移动巡检架构图

3.4 辅助决议支撑平台
3.4.1 安全形势
基于实时数据库提供实时数据、空间数据，并经过对历史数据挖掘，此系统提供面对不一样等级管线事故综合分析、知识库管理、历史事故管理、事故统计分析等功效，实时显示各设备运行安全状态。功效截图以下：

图 4辅助分析系统
朗坤实时数据库含有以下多个优点：
1）高吞吐能力；
2）高精度和高可靠性历史数据处理能力；
3）实时数据索引技术；
4）动态多级缓存技术；
5）含有图形化应用开发环境。
朗坤企业和南京工业大学合作建立危险源监测模型，基于物联网技术和实时数据库提供实时监控数据，对管线数据及相关原因进行联合分析，发觉隐患信息并提出预警提醒，分配对应检修人员进行立即检修，避免管线事故发生。支持管线超期服役管理、估计模型管理、预警条件设置。
3.4.2 应急指挥
包含应急处理、事故模拟等功效。提供面对不一样等级管线事故事故模拟、应急管理、指挥、救援计划、知识库管理、历史事故管理、事故统计分析等功效，保障一旦发生管线相关灾难性事故，能够快速有效地做出应急反应，把事故控制在局部范围内。

图 5 应急处理步骤
4 技术特点
朗坤石油长输管线智能管控平台在总结、吸收国际中国地下管线信息化建设经验基础上，经过统一计划和设计，表现出以下多个特点：
1、融入“防消结合”管理思想，实现对地下管线立体化、数字化、实时化监管。
智能管控平台建立一个全方面、实时管线安全信息采集、监视、预警体系，严格实施安全监管，落实石油管线从计划设计、建设施工、运行维护到老化退伍全生命周期管理和控制，支撑管理决议和事故应急指挥，经过体系化油气管线安全管控平台，保障油气长输管线安全。
2、基于SOA框架技术，实现管线数据及应用共享。
采取面向服务体系结构，经过符合标准、开放式技术架构，实现多级、多部门、多类型油气管线信息有效整合，保护用户投资，确保管线信息系统可连续发展。基于这种方案，采取了可插拔式开发框架，也降低了项目实施风险，缩短了项目实施周期。
3、集成物联网技术，构建智能数字化管网。
集成温度、压力、气体等光纤传感器、实时监测、自动控制等物联网新技术，在建立油气储运生产和管理步骤优化应用模型基础上，利用虚拟现实技术对油气储运实现可视化和多维表示，而且经过智能化分析模型，为实现油气储运智能化管理提供良好信息支撑环境。
4、实现动态应急预案管理。
在全方面整合基础空间数据、实时动态信息、历史数据，完善各领域知识库、各专业应用规则基础上，实现应急预案动态、智能生成，伴随现场情况深入掌握、相关预案内容实施、事态发展改变、应急预案不停进行智能调整、修正，动态更新待实施预案。
5、落实管线全生命周期监管。
落实油气储运管线全生命周期、施工全生吗周期、安全风险全生命周期全方面监管，建立立体式科学管理和有效安全带监管体系。
5 应用价值
此平台应用于石油（气）管线息化建设，经过此系统平台，能够极大降低管线监测人力、物力、财力成本，降低管线巡检维护费用。经过信息共享，能为地方计划部门提供正确管线位置信息，实现管线科学计划和合理布局。利用正确空间定位数据信息，为各部门及领导提供辅助支撑信息，提升信息化、自动化、智能化水平，降低因缺乏正确全方面信息而造成决议失误。