管道完整性數(shù)據(jù)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題研究

李謙益

陜西省天然氣股份有限公司（陜西西安710016）

管道完整性數(shù)據(jù)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題研究

李謙益

陜西省天然氣股份有限公司（陜西西安710016）

準(zhǔn)確與完整的數(shù)據(jù)是管道完整性管理的基石，數(shù)據(jù)管理貫穿于完整性管理循環(huán)的始終。由于長(zhǎng)輸管道距離長(zhǎng)且時(shí)空跨度大，使管道數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出紛繁復(fù)雜、數(shù)據(jù)量龐大的特點(diǎn)，如何科學(xué)地制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，合理地管理數(shù)據(jù)，使其發(fā)揮應(yīng)有的作用，有效地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和評(píng)估，是管道完整性管理得以順利開(kāi)展的關(guān)鍵因素?；跀?shù)據(jù)基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)安全3個(gè)方面，全面分析了數(shù)據(jù)對(duì)管道完整性管理所產(chǎn)生的影響，提出了數(shù)據(jù)基準(zhǔn)是根本、數(shù)據(jù)質(zhì)量是關(guān)鍵、數(shù)據(jù)安全是保障的論點(diǎn)，以引起業(yè)界對(duì)底層數(shù)據(jù)給予更多的關(guān)注。

管道完整性數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)基準(zhǔn)；數(shù)據(jù)質(zhì)量；數(shù)據(jù)安全

管道從設(shè)計(jì)到施工和運(yùn)營(yíng),將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，一條管道在管道建設(shè)期就會(huì)產(chǎn)生上千本資料，一個(gè)焊縫就會(huì)有上百條信息,在運(yùn)營(yíng)期每天都會(huì)產(chǎn)生上百個(gè)報(bào)表，同時(shí)管道周圍的交通、人口、經(jīng)濟(jì)、氣象和地質(zhì)等因素，更是紛繁復(fù)雜[1]。面對(duì)如此龐大、種類繁多的管道數(shù)據(jù),如何科學(xué)地管理，滿足專業(yè)分析、維修維護(hù)等的需要，發(fā)揮其應(yīng)有的作用，成為管道完整性管理的重要問(wèn)題。完整與準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是管道完整性管理的基石，所以數(shù)據(jù)方面的問(wèn)題顯得尤為突出。

根據(jù)資料及調(diào)研情況，當(dāng)前管道完整性管理系統(tǒng)建設(shè)工作存在以下3種問(wèn)題：采集各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，而不是進(jìn)行測(cè)繪基準(zhǔn)的建設(shè)；開(kāi)發(fā)過(guò)多的軟件功能，而將數(shù)據(jù)成果的質(zhì)量置于腦后；過(guò)于注重?cái)?shù)據(jù)的可視化表現(xiàn)而輕視了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可靠性和安全性。而在這3個(gè)方面中，任何一方面出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)引起系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤、崩潰或縮短其運(yùn)行周期[2]。對(duì)數(shù)據(jù)基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全在管道完整性管理中的作用進(jìn)行具體分析。

1 數(shù)據(jù)基準(zhǔn)

測(cè)繪基準(zhǔn)在數(shù)據(jù)收集中發(fā)揮了舉足輕重的作用，例如每個(gè)城市都有自己的基礎(chǔ)控制點(diǎn)，而不同的基礎(chǔ)控制點(diǎn)就構(gòu)成了城市測(cè)繪基準(zhǔn)，正是基于這樣的測(cè)繪基準(zhǔn)，城市才得以規(guī)劃、建設(shè)和發(fā)展；同樣，長(zhǎng)輸管道也應(yīng)有自己的測(cè)繪基準(zhǔn)，管道的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行等重要環(huán)節(jié)都離不開(kāi)空間位置信息，基礎(chǔ)控制點(diǎn)所構(gòu)成的測(cè)繪基準(zhǔn)決定了管道走向及其在線要素和離線要素的位置，所以長(zhǎng)輸管道也需要建立起自己的測(cè)繪基準(zhǔn)。

管道企業(yè)對(duì)于設(shè)計(jì)資料、勘察資料、施工數(shù)據(jù)、竣工資料和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)等十分重視，并且斥巨資購(gòu)買(mǎi)來(lái)國(guó)家地形圖數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)等。但在建立管道完整性管理系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)資料屬北京54坐標(biāo)系，竣工資料又屬西安80坐標(biāo)系，外檢測(cè)數(shù)據(jù)屬國(guó)家大地2000坐標(biāo)系，衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)屬WGS84坐標(biāo)系，資料的數(shù)學(xué)基準(zhǔn)不一致，五花八門(mén)，數(shù)據(jù)無(wú)法整合到一起；即使在同一坐標(biāo)系下的相同要素，而處在不同工序期間的坐標(biāo)也套合不到一起，如同一轉(zhuǎn)角樁，設(shè)計(jì)期的數(shù)學(xué)坐標(biāo)就與建設(shè)期的數(shù)學(xué)坐標(biāo)套合不到一起，存在較大的差異。這些資料不是基于同一個(gè)數(shù)學(xué)基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)期設(shè)計(jì)單位搞一套基礎(chǔ)控制點(diǎn)，建設(shè)期施工單位又搞一套控制點(diǎn)，管道運(yùn)營(yíng)期管道企業(yè)又搞了一套控制點(diǎn)，不同期的數(shù)據(jù)基

于不同的數(shù)學(xué)基準(zhǔn)，就產(chǎn)生了數(shù)據(jù)混亂的現(xiàn)象[3]。所以，在管道建設(shè)的最初期，即在設(shè)計(jì)初期，就需要測(cè)設(shè)基礎(chǔ)控制點(diǎn)，建立一個(gè)準(zhǔn)確、完整和標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)繪基準(zhǔn)，并在未來(lái)的管道規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行中，嚴(yán)格貫徹和執(zhí)行這一數(shù)學(xué)基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)方、施工方、供應(yīng)方、監(jiān)理方和管道企業(yè)所提交的位置信息就必需依賴這一測(cè)繪基準(zhǔn)。

測(cè)繪基準(zhǔn)是管道的規(guī)劃、建設(shè)和維護(hù)管道完整性管理的根本。因此，管道企業(yè)應(yīng)在進(jìn)行管線規(guī)劃和維護(hù)前建立企業(yè)自身的測(cè)繪框架。并應(yīng)注意以下兩個(gè)方面。

1.1 埋石

為了確定管道測(cè)繪框架的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，應(yīng)在管道沿線埋設(shè)一系列基礎(chǔ)控制點(diǎn)，要求如下。

1）應(yīng)以20~30km為平均基線邊長(zhǎng)，并均勻布設(shè)在長(zhǎng)輸管道沿線附近。

2）點(diǎn)位的選擇應(yīng)遵循以下原則：交通便利、使用方便、便于長(zhǎng)期保存，如站場(chǎng)院內(nèi)或閥室的內(nèi)部。

3）為了能夠準(zhǔn)確確定事故多發(fā)點(diǎn)，應(yīng)在容易遭到腐蝕或破壞的管道區(qū)域附近布設(shè)基礎(chǔ)控制點(diǎn)。

1.2 坐標(biāo)系

測(cè)繪基準(zhǔn)涉及到以下4個(gè)常見(jiàn)的坐標(biāo)系，分別為：1954北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系、2000國(guó)家大地坐標(biāo)系（簡(jiǎn)稱CGCS2000）和WGS84坐標(biāo)系[4]。其中，1954北京坐標(biāo)系、1980西安坐標(biāo)系和2000國(guó)家大地坐標(biāo)系均為我國(guó)的法定坐標(biāo)系。

建國(guó)以來(lái)，國(guó)家測(cè)繪地理信息局先后于20世紀(jì)50年代和80年代建設(shè)了基于參考橢球的國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)（參心坐標(biāo)系）——1954北京坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系，測(cè)制了各種比例尺地形圖，并應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，提供了基礎(chǔ)的測(cè)繪保障服務(wù)。

2008年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，國(guó)家測(cè)繪地理信息局向社會(huì)公開(kāi)發(fā)布2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，并于2008年7月1日正式在全國(guó)啟用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系。2000大地坐標(biāo)系是我國(guó)自主建立的地心坐標(biāo)系，是經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)使用的新一代國(guó)家大地坐標(biāo)系，適應(yīng)現(xiàn)代空間技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，能夠滿足各領(lǐng)域業(yè)務(wù)工作需求。按照國(guó)務(wù)院要求，我國(guó)到2016年將基本完成1954北京坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系向2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，2018年將全面完成轉(zhuǎn)換，屆時(shí)，將停止使用1954北京坐標(biāo)系和1980西安坐標(biāo)系。

所以，在管道行業(yè)推廣和使用CGCS2000坐標(biāo)系是義不容辭的責(zé)任和法定義務(wù)。2000國(guó)家大地坐標(biāo)系將是我國(guó)唯一合法的國(guó)家坐標(biāo)系，1985國(guó)家高程系統(tǒng)為國(guó)家法定高程基準(zhǔn)。

2 數(shù)據(jù)質(zhì)量

在我國(guó)的管道建設(shè)工程項(xiàng)目中，對(duì)于管道空間數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)不夠重視,有的管道建設(shè)工程項(xiàng)目就沒(méi)有安排這項(xiàng)工作。根據(jù)作業(yè)規(guī)范，管道施工回填作業(yè)應(yīng)與焊縫坐標(biāo)測(cè)量一同進(jìn)行，但是在早期的管道作業(yè)中忽略了焊縫坐標(biāo)測(cè)量[5]。所以，完整性管理人員在判斷管道的走向時(shí)只能以設(shè)計(jì)資料為依據(jù)，而設(shè)計(jì)資料在施工過(guò)程的變化及在竣工資料中的真實(shí)體現(xiàn)，帶來(lái)的可信度較低，利用率不高。近些年，隨著完整性管理的不斷深入，也勉強(qiáng)采集了焊縫坐標(biāo)，但是出于應(yīng)付管道數(shù)據(jù)完整性的需要，明顯對(duì)此項(xiàng)工作重視不夠，采集工作的職責(zé)和界限也不夠明確，沒(méi)有測(cè)繪資質(zhì)的施工方也參與到空間數(shù)據(jù)的采集工作當(dāng)中，由于測(cè)繪方法使用不當(dāng)及測(cè)繪精度無(wú)法達(dá)到要求，不能滿足管道完整性數(shù)據(jù)采集的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本指標(biāo)包括數(shù)學(xué)精度、屬性精度、時(shí)間精度、邏輯精度和數(shù)據(jù)完整性等。管道完整性管理工作還需要收集管道設(shè)施周邊適當(dāng)范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)居民情況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況、緊急狀態(tài)下的應(yīng)急響應(yīng)、地質(zhì)地貌資料，以便于開(kāi)展管道高后果區(qū)識(shí)別和完整性評(píng)價(jià)等工作。由于諸多條件的制約，收集資料的工作進(jìn)行起來(lái)非常困難，且費(fèi)用支出較大，而資金的限制往往會(huì)出現(xiàn)在實(shí)際的完整性管理系統(tǒng)建設(shè)當(dāng)中。數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題成為了當(dāng)前管道完整性管理系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸，總之，數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題的案例不勝枚舉，給計(jì)算機(jī)輸入的是垃圾，計(jì)算機(jī)輸出的也是垃圾。

軟件僅依據(jù)特定算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，解決不了數(shù)據(jù)本身的問(wèn)題，也無(wú)法彌補(bǔ)數(shù)據(jù)的缺陷。在數(shù)據(jù)收集工作不成熟的情況下，數(shù)字管道工程也無(wú)法進(jìn)行。所以，數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)該同軟件功能得到同樣足夠的重視，完整與準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是管道完整性管理的基石。

3 數(shù)據(jù)安全

網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的搭建是管道完整性管理系統(tǒng)建設(shè)中的一項(xiàng)重要工作。服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的核心設(shè)備，它負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和共享管道設(shè)計(jì)、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)和信息。

長(zhǎng)輸管道是國(guó)家的能源生命線，依據(jù)《中華人民共和國(guó)保守國(guó)家秘密法及實(shí)施法》規(guī)定，國(guó)家將管道及其主要附屬設(shè)施的坐標(biāo)作為重要保密數(shù)據(jù)

進(jìn)行保存，以保障國(guó)家能源安全。

為了保證國(guó)家的主權(quán)和領(lǐng)土安全，依據(jù)《國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)保密辦法》和《測(cè)繪管理工作國(guó)家秘密范圍的規(guī)定》，地理數(shù)據(jù)應(yīng)作為國(guó)家級(jí)保密資料進(jìn)行保存。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和數(shù)字管道系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，黑客和電腦病毒無(wú)處不在，時(shí)刻威脅著管道及其主要附屬設(shè)施位置坐標(biāo)、服務(wù)器儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)信息和地理數(shù)據(jù)等國(guó)家級(jí)保密資料的安全。因此，每一個(gè)信息工作者應(yīng)將如何在互聯(lián)網(wǎng)世界中通過(guò)技術(shù)和管理手段來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)信息的儲(chǔ)存和傳輸安全，作為首要問(wèn)題來(lái)特別研究。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，長(zhǎng)輸管道產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日新月異，隨之而來(lái)的管道完整性管理工作任重道遠(yuǎn)。如何對(duì)管道完整性管理投資進(jìn)行合理分配，如何使管道完整性管理系統(tǒng)融入企業(yè)生產(chǎn)管理，如何讓管道完整性管理系統(tǒng)解決企業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題并進(jìn)一步產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，成為了擺在每個(gè)管道完整性管理者面前的應(yīng)該重點(diǎn)思考的問(wèn)題，而完整的數(shù)據(jù)管理是做好管道完整性管理的前提和保障。通過(guò)本文，希望信息工作者能夠重新審視數(shù)據(jù)基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)安全在管道完整性管理工作中的重要作用，對(duì)數(shù)據(jù)問(wèn)題給予足夠的重視，為發(fā)揮管道完整性管理的應(yīng)有作用、推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

[1]劉陽(yáng)燕,袁泉.“管道完整性管理”建設(shè)中關(guān)于數(shù)據(jù)中的核心問(wèn)題[J].內(nèi)江科技,2010，31(4)：121-122.

[2]姚偉.管道完整性管理現(xiàn)階段的幾點(diǎn)思考[J].油氣儲(chǔ)運(yùn), 2012,31(12):81-83.

[3]陳俊勇.改善和更新我國(guó)大地坐標(biāo)系統(tǒng)的思考[J].測(cè)繪通報(bào),1999(6):2-4.

[4]杜麗紅,姚安林.數(shù)字化管道及其應(yīng)用現(xiàn)狀[J].油氣儲(chǔ)運(yùn), 2007,26(6):7-10.

[5]林君強(qiáng).基于空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其精度分析[J].福建廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào),2007(1):75-77.

Accurate and complete data is the cornerstone of the pipeline integrity management,data management is always throughout the integrity management cycle.The large time and space span of long-distance transmission pipeline makes the pipeline data complex and massive,and to scientifically establish data standards and rationally manage data to make the data to play its role,effectively identi?fy and assess risk is the key factor to the pipeline integrity management.Based on data base,data quality and data security,the impact of data on pipeline integrity management is analyzed in this paper,and the argument that the data base is fundamental,the data quality is the key,the data security is the guarantee is put forward in order to cause the industry to more attention to the basic data.

pipeline integrity data;data base;data quality;data security

學(xué)敏

2016-07-15

李謙益（1969-），男，高級(jí)工程師，現(xiàn)主要從事天然氣企業(yè)管理工作。