管道巡檢監(jiān)控指揮集成系統(tǒng)的應(yīng)用

孫澤民，吳天俊，李桂香

中石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司魯寧輸油處，山東鄒城 273500

1 緒論

石油是關(guān)系國(guó)家安全和國(guó)計(jì)民生的戰(zhàn)略性資源，是人類(lèi)生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是當(dāng)今國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、外交關(guān)注的焦點(diǎn)。輸油管道連接?xùn)|西、貫穿南北，大多地處荒郊野外，穿越崇山峻嶺，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)快速發(fā)展，輸油管道的改造、更新和埋設(shè)時(shí)時(shí)都在進(jìn)行，因此輸油管道的安全成為國(guó)家安全重要組成部分之一。在輸油管道管理工作任務(wù)愈加繁重的情況下，為滿(mǎn)足日益發(fā)展的地方城市規(guī)劃和建設(shè)的需要，廣泛應(yīng)用并具有廣闊前景的GIS 技術(shù)、用辦公自動(dòng)化技術(shù)、WebGIS 技術(shù)、嵌入式GIS 技術(shù)和服務(wù)器無(wú)人職守技術(shù)等新興技術(shù)，開(kāi)發(fā)建設(shè)“中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司管道巡檢監(jiān)控指揮集成平臺(tái)”，避免部分巡線(xiàn)人員工作不及時(shí)、敷衍了事的現(xiàn)象，能降低巡檢工作管理成本，能加快巡檢維修養(yǎng)護(hù)工作的處理速度，顯著提高管道設(shè)施安全指標(biāo)。

能通過(guò)手持設(shè)備采集管道、閥門(mén)、管套等企業(yè)設(shè)施的GIS屬性數(shù)據(jù)，采集結(jié)束后，通過(guò)嚴(yán)格的權(quán)限控制和審核措施，自動(dòng)將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GIS 系統(tǒng)中，保證設(shè)施屬性的及時(shí)更新。能夠大大降低數(shù)據(jù)維護(hù)工作量。

2 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

2.1 降低巡檢工作管理成本

系統(tǒng)通過(guò)智能手機(jī)實(shí)時(shí)上報(bào)的事件自動(dòng)生成每一個(gè)巡視人員的巡視日志，巡視人員不再需要在巡視后專(zhuān)門(mén)返回辦公室填寫(xiě)巡視日志，使得巡視日志的生成從2h 縮短到20min 以?xún)?nèi)。

系統(tǒng)通過(guò)智能手機(jī)實(shí)時(shí)上報(bào)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，比對(duì)巡視工作指定的巡視區(qū)域和到位點(diǎn)，自動(dòng)在電子地圖上顯示每一個(gè)巡視人員的實(shí)時(shí)位置，任意一個(gè)巡視人員離開(kāi)巡視區(qū)域或者未達(dá)到指定巡視位置系統(tǒng)將在5min 之內(nèi)發(fā)現(xiàn)并提示管理人員。

2.2 加快事故處理速度

巡視人員可以通過(guò)類(lèi)似“發(fā)短信”的方式上報(bào)巡視中發(fā)現(xiàn)的事件，并可以在事件上報(bào)中附帶現(xiàn)場(chǎng)照片，使得事件的發(fā)現(xiàn)→上報(bào)→提醒全過(guò)程由原來(lái)的4 ～6 個(gè)小時(shí)縮短到5min 以?xún)?nèi)。

巡視人員上報(bào)緊急事故的時(shí)候，系統(tǒng)將同時(shí)提醒輸油處、巡檢部門(mén)、搶修部門(mén)、協(xié)調(diào)理賠部門(mén)，并將緊急事故的情況以短信方式發(fā)送到各個(gè)相關(guān)部門(mén)的主要領(lǐng)導(dǎo)手機(jī)上，使得緊急事故的上報(bào)在5 分鐘之內(nèi)完成。

2.3 提高GIS 數(shù)據(jù)的可重用性和易維護(hù)性

GIS 系統(tǒng)和數(shù)據(jù)格式相同，相互之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換非常容易。

手持端更新數(shù)據(jù)可以更加實(shí)時(shí)的保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，這樣更大程度的利用GIS 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

2.4 提高整體人員生產(chǎn)效率

調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)將整個(gè)指揮中心，巡檢人員，搶修以及其他相關(guān)部門(mén)緊密的結(jié)合在一起，大大的提高了部門(mén)之間在事件處理上的效率，也縮短了事件處理的時(shí)間。

2.5 提高企業(yè)信息化水平

提供巡檢日志按時(shí)間、班組、事件類(lèi)型的查詢(xún)統(tǒng)計(jì)，并能夠按照巡視人員上報(bào)事件能通過(guò)手持設(shè)備采集管道、閥門(mén)、管套等企業(yè)設(shè)施的GIS 屬性數(shù)據(jù)，采集結(jié)束后，通過(guò)嚴(yán)格的權(quán)限控制和審核措施，自動(dòng)將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GIS 系統(tǒng)中，保證設(shè)施屬性的及時(shí)更新。能夠大大降低數(shù)據(jù)維護(hù)工作量，實(shí)時(shí)了解設(shè)施屬性、壓力流量等信息。

3 系統(tǒng)建設(shè)原理

巡檢系統(tǒng)由GPS 智能手持端和系統(tǒng)管理平臺(tái)利用GPRS 網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)實(shí)時(shí)巡檢管理系統(tǒng)。巡檢人員在巡檢時(shí)攜帶手持式的GPS 智能終端，每隔20s（按巡檢方式不同可設(shè)置）自動(dòng)向管理中心通過(guò)GPRS 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送位置信息，若發(fā)現(xiàn)管線(xiàn)發(fā)生故障可以記錄在GPS 智能終端內(nèi)，并可經(jīng)GPRS 網(wǎng)絡(luò)傳回系統(tǒng)管理平臺(tái)，在需要檢查附屬設(shè)施處，工作狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)也可以同樣的方式傳回系統(tǒng)管理平臺(tái)。系統(tǒng)管理平臺(tái)會(huì)對(duì)人員的位置信息，管線(xiàn)故障，設(shè)施的狀態(tài)和參數(shù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，分析合評(píng)估，并生成各類(lèi)統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表，通過(guò)巡檢到位報(bào)表了解巡檢人員的巡檢軌跡和巡檢到位情況；通過(guò)管線(xiàn)故障和設(shè)施狀態(tài)、參數(shù)等數(shù)據(jù)類(lèi)報(bào)表可掌握、分析設(shè)施運(yùn)行情況，缺陷分析。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

4.1 貼近需求

平臺(tái)的構(gòu)想、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)建設(shè)完全在對(duì)用戶(hù)需求充分調(diào)研的基礎(chǔ)上實(shí)施，結(jié)合以往該類(lèi)項(xiàng)目的工作經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)用出發(fā)，切實(shí)滿(mǎn)足輸油管道管理工作需求。

4.2 數(shù)據(jù)維護(hù)工作量小

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)全部來(lái)源于已經(jīng)建成的管道管理信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)完全共享，只需要對(duì)原GIS 系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)，即可對(duì)巡檢系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)。

4.3 高可靠性及性能穩(wěn)定

在服務(wù)器端安裝大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，可以直接使用已有的雙機(jī)熱備份技術(shù)，加上數(shù)據(jù)庫(kù)本身的備份技術(shù)，充分保證了系統(tǒng)的高可靠性和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4.4 先進(jìn)性

系統(tǒng)建立在擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的GIS 平臺(tái)之上，實(shí)現(xiàn)了桌面系統(tǒng)、Web、手持設(shè)備共用一套空間數(shù)據(jù)庫(kù)的核心技術(shù)。通過(guò)在智能手機(jī)上的嵌入式開(kāi)發(fā)，成功的把外業(yè)巡視人員納入辦公自動(dòng)化范疇。

4.5 良好的可集成性

系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中充分采用了SOA 的設(shè)計(jì)理念，一方面使得系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠通過(guò)公用接口方便的被其它系統(tǒng)使用，保證數(shù)據(jù)最大限度的被重復(fù)利用；另一方面面向服務(wù)的松耦合結(jié)構(gòu)也保證系統(tǒng)容易與其它系統(tǒng)相互集成。

4.6 充分保證安全性、保密性

系統(tǒng)的安全性和保密性是通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)每個(gè)角色都有嚴(yán)格的權(quán)限設(shè)置，使得工作安全責(zé)任有了嚴(yán)格地把關(guān)，明確責(zé)任。

4.7 系統(tǒng)的開(kāi)放性

系統(tǒng)采用的都是開(kāi)放技術(shù)，如工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、通用的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，標(biāo)準(zhǔn)的接口模式等，保證了系統(tǒng)的開(kāi)放性。外部系統(tǒng)的接口可采用文件方式、數(shù)據(jù)庫(kù)方式、進(jìn)程通訊方式，能將SCADA 系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等外部應(yīng)用結(jié)合進(jìn)來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)信息資源共享。

5 系統(tǒng)框架

5.1 系統(tǒng)組成

整個(gè)系統(tǒng)主要由三大部分組成：手持終端、數(shù)據(jù)中心、展示平臺(tái)。

1）手持終端：巡線(xiàn)工利用巡檢手持終端沿著管線(xiàn)進(jìn)行巡線(xiàn)，將實(shí)時(shí)巡線(xiàn)信息通過(guò)巡檢終端進(jìn)行采集并通過(guò)GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心；

2）數(shù)據(jù)中心：位于各輸油處的機(jī)房服務(wù)器上，主要負(fù)責(zé)接收巡檢終端傳回的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理和入庫(kù)工作；

3）展示平臺(tái)：負(fù)責(zé)將巡線(xiàn)信息展現(xiàn)到地圖上，管理人員利用此系統(tǒng)可以直觀(guān)的查詢(xún)跟蹤野外巡線(xiàn)工的巡線(xiàn)情況，以此為管線(xiàn)安全運(yùn)營(yíng)提供科學(xué)的決策依據(jù)。

6 系統(tǒng)功能

6.1 輸油處數(shù)據(jù)維護(hù)中心功能

6.1.1 管道設(shè)施監(jiān)管

考慮管道、管徑、閥室、站場(chǎng)的連接情況、行政從屬劃分要素圖層，建立標(biāo)準(zhǔn)屬性表；完成基本的圖形編輯、添刪改查、自動(dòng)維護(hù)拓?fù)溥B接關(guān)系；實(shí)現(xiàn)按標(biāo)準(zhǔn)格式批量導(dǎo)入數(shù)據(jù)。

6.1.2 設(shè)施管理

數(shù)據(jù)瀏覽、打印、查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、量算、定位、斷面分析。

6.1.3. 離線(xiàn)編輯

實(shí)現(xiàn)各個(gè)分站分別提交管線(xiàn)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程操作數(shù)據(jù)，輸油處統(tǒng)一審批入庫(kù)管理。

6.2 指揮監(jiān)控端功能

6.2.1 地圖定位

地名定位，道路名定位，坐標(biāo)定位，設(shè)施定位，站場(chǎng)定位，自定義區(qū)定位。

6.2.2 管線(xiàn)跨越監(jiān)管

對(duì)管線(xiàn)所經(jīng)過(guò)區(qū)域的公路穿越、河流穿越、河流跨越等危險(xiǎn)地帶，可以根據(jù)屬性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，使巡線(xiàn)員了解自己所負(fù)責(zé)區(qū)域穿跨越情況，方便及時(shí)監(jiān)測(cè)。

6.2.3. 數(shù)據(jù)切換

各輸油處能夠按照需要自由的在全貌電子地圖和分站電力地圖之間自由切換.

6.2.4. 軌跡管理

顯示人員的歷史軌跡。

7 結(jié)論

中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司管道巡檢監(jiān)控指揮集成系統(tǒng)的實(shí)施，能將所有巡檢人員位置信息，設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)可以實(shí)時(shí)，自動(dòng)地進(jìn)行匯總，最大程度保證了數(shù)據(jù)的客觀(guān)與真實(shí)，避免了各種人為因素，為管線(xiàn)及附屬設(shè)施的日常運(yùn)行，維護(hù)保養(yǎng)提供有力的幫助。通過(guò)在智能手機(jī)上的嵌入式開(kāi)發(fā)，成功的把外業(yè)巡視人員納入辦公自動(dòng)化范疇。能加快巡檢維修養(yǎng)護(hù)工作的處理速度，顯著提高管道設(shè)施安全指標(biāo)。

[1]GPS定位器的技術(shù)資料(百度網(wǎng)電子文獻(xiàn)).

[2]中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司、分公司魯寧輸油處.輸油管道GPS巡檢管理制度，中石化管道儲(chǔ)運(yùn)分公司輸油調(diào)度管理?xiàng)l例.

[3]辦公自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用規(guī)范.