針對(duì)燃?xì)忾L(zhǎng)輸管線中檢測(cè)技術(shù)的研究

韓倩 宋志宇

摘 要：用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行燃?xì)忾L(zhǎng)輸管道的管理，可以提高燃?xì)夤艿老到y(tǒng)管理的質(zhì)量和效率。Map Objects結(jié)合C+ + Builder程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行GIS操作平臺(tái)的開(kāi)發(fā)。該平臺(tái)將燃?xì)釹CADA系統(tǒng)所搜集的管道系統(tǒng)信息記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，在調(diào)度室實(shí)時(shí)直觀地顯示，便于操作人員對(duì)整個(gè)管道系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，提高長(zhǎng)輸管道的科學(xué)管理水平。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；燃?xì)忾L(zhǎng)輸管道；管理系統(tǒng)

本文將針對(duì)已安裝了燃?xì)釹CADA系統(tǒng)的長(zhǎng)輸管道，利用Map Objects結(jié)合C+ + Builder程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)整個(gè)管道系統(tǒng)進(jìn)行GIS操作平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā)，為操作人員應(yīng)用燃?xì)忾L(zhǎng)輸管道管理系統(tǒng)對(duì)整個(gè)管道系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)調(diào)度提供便利。

1、長(zhǎng)輸管道GIS的組成

通常GIS的組成包括：硬件環(huán)境、軟件環(huán)境和數(shù)據(jù)3部分。

（1）硬件環(huán)境： 1）工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。2）數(shù)據(jù)采集設(shè)備，包括現(xiàn)場(chǎng)傳感器、變送器和配套儀表。 3）數(shù)據(jù)通信傳輸設(shè)備，采用無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)（美國(guó)MDS公司的SCADA系列數(shù)字電臺(tái)）。4）GIS輸入輸出設(shè)備，包括掃描儀、打印機(jī)、繪圖儀等。

（2）軟件環(huán)境：目前GIS的開(kāi)發(fā)方式主要是利用高級(jí)程序語(yǔ)言結(jié)合GIS控件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。本文設(shè)計(jì)的燃?xì)忾L(zhǎng)輸管道GIS采用的高級(jí)程序語(yǔ)言為Borland公司的C+ + Builder5. 0，組件式GIS控件為Map Objects，數(shù)據(jù)庫(kù)軟件采用Microsoft公司的Access數(shù)據(jù)庫(kù)。

（3）數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)主要包括地理空間數(shù)據(jù)和管道系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)。地理空間數(shù)據(jù)包括長(zhǎng)輸管道沿線的各個(gè)分輸站的經(jīng)緯度坐標(biāo)及高程，沿線管道的地理位置信息，管網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系等。管道系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)主要是由燃?xì)釹CADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集的信息，也包括歷史信息記錄及數(shù)理統(tǒng)計(jì)得到的各種信息。具體信息主要包括流量數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)參數(shù)等。

2、組件式GIS操作平臺(tái)設(shè)計(jì)

目前GIS操作平臺(tái)設(shè)計(jì)主要有兩種方式，一種是完全自主開(kāi)發(fā)，這種方式需要的人力和資金比較多，不適合中小型系統(tǒng)。另一種是利用組件式GIS技術(shù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，把系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的各個(gè)功能分散到各種GIS控件上，利用高級(jí)程序語(yǔ)言，最終形成面向用戶的GIS操作平臺(tái)程序。Map Objects就是這類控件的一種。

GIS操作平臺(tái)的具體設(shè)計(jì)步驟如下：

（1） 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

數(shù)據(jù)庫(kù)主要保存地理空間數(shù)據(jù)和管道系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)，即分為空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)兩類。Ma-p Objects支持多種空間數(shù)據(jù)格式的文件，如shape、SDE、Arc /Info、Coverage等?？紤]到實(shí)際工程中以AutoCAD繪制的圖紙居多，先將CAD文件保存成dxf格式文件，以便Map Objects從中獲取地理空間信息，還可以對(duì)圖層、圖塊進(jìn)行添加、編輯、刪除各種操作。將獲得的信息與Access數(shù)據(jù)庫(kù)中的管道系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，就完成了數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。

（2）加載和操作圖層

通過(guò)dxf文件可以將整個(gè)長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)的地理信息顯示在Map Objects的地圖顯示對(duì)象Map上，要合理安排不同圖層顯示順序，以及在各種比例尺下的顯示狀態(tài)，使圖層的瀏覽更加人性化。為了方便調(diào)度中心人員操作，不僅要顯示各個(gè)圖層中的矢量地圖，還要為地圖添加全屏顯示、放大縮小、漫游、導(dǎo)航圖（也稱鷹眼）等功能。

（3）動(dòng)態(tài)地圖數(shù)據(jù)的顯示、編輯

燃?xì)釹CADA系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)壓力、溫度、流量數(shù)據(jù)可以在GIS操作平臺(tái)上動(dòng)態(tài)顯示，操作人員可以方便地瀏覽各種數(shù)據(jù)信息，還可以對(duì)地形地物進(jìn)行編輯，主要是對(duì)Map Objects控件中的點(diǎn)層、線層、面層中的對(duì)象實(shí)體進(jìn)行訪問(wèn)并對(duì)其屬性加以修改，以達(dá)到更新地理信息的目的。

（4）進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)分析

通過(guò)GIS操作平臺(tái)可以對(duì)空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、分析，進(jìn)行各種累計(jì)量的計(jì)算或其他數(shù)理統(tǒng)計(jì)，并在GIS操作平臺(tái)上加以直觀體現(xiàn)。這些功能主要是通過(guò)對(duì)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的操作實(shí)現(xiàn)，Access數(shù)據(jù)庫(kù)可以按SQL語(yǔ)句進(jìn)行條件查詢，按日期等關(guān)鍵字段排序，這樣就可以方便地檢索出管理者所關(guān)心的數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)程序進(jìn)行各種數(shù)理統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)分析，最后通過(guò)GIS操作平臺(tái)，用圖元屬性表現(xiàn)出來(lái)。

3、燃?xì)忾L(zhǎng)輸管道管理系統(tǒng)的功能

燃?xì)忾L(zhǎng)輸管道管理系統(tǒng)的主要功能可以概括為以下幾個(gè)方面：

（1）基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)

GIS數(shù)據(jù)庫(kù)與燃?xì)釹CADA系統(tǒng)相連，可自行更新采集的運(yùn)行參數(shù)信息，也可以在GIS操作平臺(tái)上人工操作，更改經(jīng)緯度、高程等管道或管網(wǎng)的地理信息，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的自動(dòng)/手動(dòng)處理。

（2）地理信息系統(tǒng)平臺(tái)

它包括圖層操作、信息查詢、數(shù)理統(tǒng)計(jì)3個(gè)主要部分。

1）圖層操作

可以從CAD圖中提取圖元，獲得dxf格式文件中的空間矢量信息。圖層可以進(jìn)行方便的瀏覽、添加、刪除，圖層還具有全屏顯示、放大縮小、漫游、分層顯示、按比例尺動(dòng)態(tài)調(diào)整等一系列功能。此外，可以對(duì)圖元進(jìn)行編輯，在GIS操作平臺(tái)上修改圖元的屬性，增加、編輯、刪除地物。在選擇地物方面提供了點(diǎn)選、框選、多邊形選擇、根據(jù)條件語(yǔ)句選擇，還有兩點(diǎn)空間/平面距離、折線長(zhǎng)度、面積、周長(zhǎng)等計(jì)算功能，地物信息顯示及輸出功能。

2）信息查詢

基礎(chǔ)信息查詢就是訪問(wèn)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行的相關(guān)信息。歷史信息查詢可以根據(jù)需要對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理，得到管理者所關(guān)心的參數(shù)的變化趨勢(shì)，進(jìn)而可以添加預(yù)測(cè)功能。條件數(shù)據(jù)查詢可以根據(jù)一個(gè)或多個(gè)設(shè)定的條件對(duì)信息進(jìn)行綜合分析，比如日期、時(shí)間、某個(gè)參數(shù)的設(shè)定范圍、某類地物的特殊屬性等。

3）數(shù)理統(tǒng)計(jì)

可以進(jìn)行各種數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面的計(jì)算，如小時(shí)、日、月、年累計(jì)量及均值計(jì)算，還有壓力等參數(shù)趨勢(shì)分析、歷史參數(shù)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算等。所有的信息都能在平臺(tái)上直觀地用圖形表示出來(lái)，具有圖形信息顯示功能。同時(shí)該平臺(tái)可將全部的信息按照操作人員的要求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表的輸出。

（3）分析決策

1）燃?xì)庹{(diào)度管理

GIS操作平臺(tái)具有超限報(bào)警功能，可以根據(jù)各個(gè)分輸站的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)作出科學(xué)決策，控制長(zhǎng)輸管道的平穩(wěn)運(yùn)行。

2）管道工藝方案

通過(guò)對(duì)管道系統(tǒng)各類信息的綜合分析，可以對(duì)各種管道的工藝方案作出科學(xué)合理的判斷，避免出現(xiàn)與規(guī)劃或更新的地理信息發(fā)生沖突。

3）事故預(yù)警

可以對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析，通過(guò)各種預(yù)警信息的收集，對(duì)可能發(fā)生的事故做到未雨綢繆。

4、結(jié)語(yǔ)

目前，燃?xì)忾L(zhǎng)輸管道管理中的一個(gè)重要問(wèn)題就是如何對(duì)眾多的地理信息及各種運(yùn)行參數(shù)信息進(jìn)行有效管理，從而對(duì)整個(gè)管道系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)監(jiān)控、預(yù)測(cè)和調(diào)度。運(yùn)用Map Objects等控件進(jìn)行GIS操作平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā)，結(jié)合燃?xì)釹CADA系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理是一個(gè)靈活有效的方式。GIS技術(shù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，并通過(guò)各種圖形對(duì)象將其直觀形象地顯示出來(lái)，方便調(diào)度人員對(duì)管道系統(tǒng)整體把握，實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)的科學(xué)管理水平，在實(shí)踐中收到了良好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 顏輝，邵鐵民，翟勝?gòu)?qiáng)，楊鵬，顏元. 我國(guó)長(zhǎng)輸油氣管道運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)研究與啟示[J]. 工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新. 2015（06）.

[2] 王春華.分析長(zhǎng)輸油氣管道的建設(shè)與安全[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量.2012（15）.

[3] 馬長(zhǎng)福.長(zhǎng)輸油氣管道的建設(shè)與安全[J].煤氣與熱力. 2008（09）.