淺析數(shù)字化管道

郝勝楠

（青島海業(yè)油碼頭有限公司，山東 青島 266003）

淺析數(shù)字化管道

郝勝楠

（青島海業(yè)油碼頭有限公司，山東 青島 266003）

隨著“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”的提出和我國管道建設(shè)的快速發(fā)展，以及信息和遙感數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的迅猛發(fā)展，利用計算機、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)對管道的信息進行更加高效、實用的信息化管理便顯得十分迫切而必要。本文闡述了數(shù)字管道的概念，以及數(shù)字管道的特點。

數(shù)字管道概念；虛擬仿真；空間特征

1998年1月31日，美國副總統(tǒng)戈爾在加利福尼亞科學(xué)中心發(fā)表了題為“數(shù)字地球：展望21世紀(jì)我們這顆行星”的演講，率先提出了“數(shù)字地球”（Digital Earth）的概念?！耙皇て鹎永恕?，戈爾的演講引起了各國各界的積極反響，“數(shù)字地球”一詞迅速風(fēng)靡全球。數(shù)字地球，實際上就是信息化的地球，一個完整的地球虛擬對照體。

數(shù)字地球?qū)⒂嘘P(guān)地球上每一點的全部信息，按地球的地理坐標(biāo)加以整理，然后構(gòu)成一個全球的信息模型。這樣，人們就可以快速、形象、完整地了解地球上的任何一點、任何方面的信息，從而實現(xiàn)“信息就在指尖上”的夢想。數(shù)字地球的核心思想有兩點，一是用數(shù)字化手段統(tǒng)一性地處理地球問題，另一點是最大限度地利用信息資源。

數(shù)字化的浪潮使得人們能夠方便地、快捷地和高效地獲取、存儲、處理和現(xiàn)實各種現(xiàn)實世界的信息。利用遙感衛(wèi)星對地面進行拍照，利用大容量存儲設(shè)備對海量數(shù)據(jù)進行存儲管理，利用高性能計算機對信息進行分析和處理，利用網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進行傳遞和共享。數(shù)字化、信息化已經(jīng)涉及到社會各個領(lǐng)域?！皵?shù)字化”是一次新的技術(shù)革命，它將改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)和生活方式，進一步促進科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動社會經(jīng)濟的進步。

數(shù)字管道（或者數(shù)字化管道，Digital Pipeline）的概念是隨“數(shù)字地球（DE，Digital Earth）”而來的。數(shù)字地球的核心思想是用數(shù)字化手段整體性地解決地球問題并最大限度地利用信息資源。數(shù)字地球從數(shù)字化、數(shù)據(jù)構(gòu)模、系統(tǒng)仿真、決策支持一直到虛擬現(xiàn)實，它是一個開放的復(fù)雜的巨系統(tǒng)，是一個全球綜合信息的數(shù)據(jù)系統(tǒng)工程。在“數(shù)字地球”概念的深刻影響下，數(shù)字城市、數(shù)字礦山、數(shù)字油田、數(shù)字水利、數(shù)字管道和數(shù)字社區(qū)等大批概念都相應(yīng)提出并予以實施。

與數(shù)字化管道相比，數(shù)字管道的名稱更加專業(yè)。有人指出數(shù)字管道可以定義為：“數(shù)字管道是管道的虛擬表示，能夠匯集管道的自然和人文信息，人們可以對該虛擬體進行探查和互動?！本唧w的說，數(shù)字管道是應(yīng)用遙感（RS）、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)（DCS）或SCADA系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)、現(xiàn)代通信等高科技手段，對管道資源、環(huán)境、社會、經(jīng)濟等各個復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、數(shù)字整和、仿真等信息集成的應(yīng)用系統(tǒng)，并在可視化的條件下提供決策支持和服務(wù)。

數(shù)字管道的特點：

1.數(shù)字化管道充分采用國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)，并通過航空攝影測量和衛(wèi)星遙感影像獲得最新的地形、地質(zhì)、水文、環(huán)境數(shù)據(jù)，與過去傳統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取方式相比，內(nèi)容更豐富，更新速度更快，數(shù)據(jù)描述更加完整，數(shù)據(jù)表達也更加直觀。遙感技術(shù)大大縮短了周期，降低了成本，提高了精度。

2.GIS系統(tǒng)提供了地理信息服務(wù)（Geo-information Service）。集成管線周圍一定范圍的地理、人口、環(huán)境、植被、經(jīng)濟各類資源數(shù)據(jù)，利用GIS的空間分析功能進行疊加分析、緩沖區(qū)分析、最短路徑分析等操作，可以進行線路總體規(guī)劃和評估，為決策和管理提供重要的依據(jù)。還可以采用GIS技術(shù)對管道風(fēng)險進行管理，指導(dǎo)系統(tǒng)編制維修計劃，并采取相應(yīng)的補救措施，當(dāng)風(fēng)險指數(shù)達到警戒線時，自動啟動相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，盡可能地降低管道事故發(fā)生率。

3.數(shù)字化管道采用CAD技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將管道施工設(shè)計圖紙、施工數(shù)據(jù)、人員資料、管理文檔等全部實現(xiàn)數(shù)字化管理，通過局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)傳送到數(shù)據(jù)庫中，將各個專業(yè)各個單位不同數(shù)據(jù)融為一個整體，有效的消除了“信息孤島”，實現(xiàn)了信息的共享和協(xié)同工作。

4.采用大型數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進行存儲。空間數(shù)據(jù)中心可以管理、存儲在數(shù)字管道建設(shè)和運營中獲取的所有數(shù)據(jù)。在管道建設(shè)的每個環(huán)節(jié)，都建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并使得每個階段的數(shù)據(jù)成果和系統(tǒng)相互銜接。

5.SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)了管道的全自動控制。通過主機和微處理器為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程終端裝置RTU、PCL或其他輸入/輸出設(shè)備的通信收集數(shù)據(jù)，實現(xiàn)整個數(shù)字管道的監(jiān)測監(jiān)控，保證了系統(tǒng)的安全運作和優(yōu)化控制。

6.數(shù)字化管道實現(xiàn)了整個管道的虛擬現(xiàn)實表達，使得數(shù)字化管道能夠在真實、可視的三維環(huán)境下展示到用戶面前，用戶通過交互方式對管道的公用信息進行查詢和操作，對管道的三維虛擬漫游猶如在真實的三維世界中，充分體現(xiàn)了數(shù)字管道的空間特征。

TE973

A

1005-5312（2014）11-0284-01