地理信息系統(tǒng)在長輸管道日常運(yùn)行的應(yīng)用

李超

摘 要：近年來，我國油氣長輸管道建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，油氣管網(wǎng)持續(xù)完善，至2020年底，我國油氣長輸管道將建成總里程約為18.3萬千米的管道網(wǎng)。長輸管道的快速發(fā)展給我們社會(huì)帶來巨大效益的同時(shí)，安全運(yùn)行問題也日益嚴(yán)峻，尤其是早期建設(shè)的管道，由于技術(shù)弱后只能紙質(zhì)記錄管道信息，長時(shí)間易造成信息遺失，嚴(yán)重影響油氣長輸管道運(yùn)行安全。地理信息系統(tǒng)可將管道的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理、分析和應(yīng)用，為長輸管道日常維護(hù)管理、管道改造、搶修等業(yè)務(wù)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，將大大的提高工作效率。

關(guān)鍵詞：長輸管道；地理信息系統(tǒng)；管道安全；數(shù)據(jù)信息

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.107

油氣長輸管道由于距離長，途徑地區(qū)環(huán)境復(fù)雜，需要記錄地理信息、圖形信息、數(shù)字信息等來滿足管道安全運(yùn)行管理的要求，現(xiàn)階段的管理模式多數(shù)為傳統(tǒng)的人工管理模式，當(dāng)需要管道數(shù)據(jù)時(shí)只能翻閱施工記錄、圖紙信息、重新復(fù)測或者憑借經(jīng)驗(yàn)等方式來判斷，沒有真正做到科學(xué)性和準(zhǔn)確性，且緊急情況下的應(yīng)變能力差，如管線發(fā)生事故或重大險(xiǎn)情時(shí)需要迅速提供最新的全面、準(zhǔn)確、詳盡的管線及相關(guān)信息。長輸管道地理信息系統(tǒng)的建立把道沿線地理信息、施工信息、管道設(shè)施信息、各種管道檢測數(shù)據(jù)等有效的結(jié)合起來，使管道信息一目了然，滿足管道完整性管理要求，為日后管道的安全運(yùn)行管理奠定了基礎(chǔ)。

1 地理信息系統(tǒng)

1.1 概念

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）。它是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

油氣長輸管道地理信息系統(tǒng)利用開發(fā)的軟件，把管線設(shè)備周圍的地理信息和維護(hù)監(jiān)控信息在空間上進(jìn)行有機(jī)整合，構(gòu)筑一個(gè)數(shù)字化管道系統(tǒng)，為管線巡查、設(shè)備維護(hù)、安全管理提供數(shù)據(jù)支持。

1.2 特點(diǎn)

（1）具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和動(dòng)態(tài)性；（2）由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計(jì)算機(jī)程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務(wù)；（3）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持是地理信息系統(tǒng)的重要特征，因而使得地理信息系統(tǒng)能快速、綜合的對復(fù)雜的地理系統(tǒng)進(jìn)行空間定位和過程動(dòng)態(tài)分析。

2 地理信息系統(tǒng)在長輸管道的具體應(yīng)用

2.1 建立管道空間管理模型

地理信息系統(tǒng)把對管道各種空間信息和非空間信息及其屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、存儲(chǔ)、管理、查詢、分析、應(yīng)用和維護(hù)更新。

管線信息：管道途徑地區(qū)的矢量地形圖（含水系、交通、植被、地貌、地物等設(shè)施）、管道埋深、管道地面標(biāo)示、彎頭、穿跨越地段、重點(diǎn)監(jiān)護(hù)管段、水工保護(hù)信息、與其它管線交叉等信息。

場站及閥室信息：場站及閥室的地形圖、場站布置圖、工藝流程圖、場站三維模型，場站才各設(shè)備設(shè)施的規(guī)格型號、特種設(shè)備的使用年限檢定情況、工藝運(yùn)行參數(shù)。

2.2 管道地面標(biāo)識設(shè)置

為保證長輸管道運(yùn)行安全，管道上方設(shè)置地面標(biāo)示，起到警示作用，地面標(biāo)示通常寫有管道的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、安全警示標(biāo)語、聯(lián)系電話等重要信息。但地面標(biāo)示長時(shí)間使用會(huì)出現(xiàn)老化、損壞、丟失的情況，影響管道安全運(yùn)行，當(dāng)需要修復(fù)時(shí)，利用傳統(tǒng)的方式只能人工復(fù)測、查閱資料或根據(jù)人工經(jīng)驗(yàn)來定位，缺乏科學(xué)性，利用管道地理信息系統(tǒng)可快速查處所在地的管道信息、環(huán)境信息，為地面標(biāo)示的維護(hù)提供便利，尤其是對地面標(biāo)志的大面積維護(hù)效果極為明顯，大大提高了工作效率。

2.3 保證交叉施工安全

隨著長輸管道的快速發(fā)展，管道相互交叉施工時(shí)有發(fā)生，保證施工時(shí)管道安全至關(guān)重要，由于交叉施工地點(diǎn)具有不確定性，因此必須要詳細(xì)掌握施工地點(diǎn)的全面信息。利用建設(shè)初期地理信息系統(tǒng)所采集的全面的管道信息、環(huán)境信息，可準(zhǔn)確的編制施工方案制定相應(yīng)保護(hù)措施，保證施工安全。施工完成后，把管道交叉施工信息詳細(xì)記錄在管道信息系統(tǒng)，為以后安全管理提供數(shù)據(jù)支持。

2.4 確保巡線質(zhì)量

隨著國內(nèi)長輸管道的加速建設(shè)和已建管道周邊的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，管道被破壞的情況時(shí)有發(fā)生，管道安全已成為長輸管道項(xiàng)目安全管理工作的重中之重。分析其發(fā)生原因，第三方施工、管道地面占壓問題發(fā)現(xiàn)不及時(shí)是導(dǎo)致事故發(fā)生和危害加大的兩個(gè)主要因素，對此管道日常巡檢對管道的安全運(yùn)行顯得尤為重要，要切實(shí)保證管道日常巡線質(zhì)量。由于長輸管線距離長、途徑地區(qū)環(huán)境復(fù)雜，需雇傭當(dāng)?shù)鼐用襁M(jìn)行途徑區(qū)域管道巡護(hù)，但經(jīng)常出現(xiàn)巡護(hù)不到位的情況，使用地理信息系統(tǒng)開發(fā)的巡線軟件進(jìn)行巡線軌跡的跟蹤記錄，對管道巡護(hù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督，對巡護(hù)不到位的地方，進(jìn)行及時(shí)整改，切實(shí)保證管道運(yùn)行安全。

2.5 進(jìn)行管道風(fēng)險(xiǎn)評估

利用地理信息系統(tǒng)，根據(jù)所采集的管道途徑地區(qū)的地理數(shù)據(jù)評估沿線管道發(fā)生破裂的概率和后果，對管道風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行半定量的管理；進(jìn)行管道敏感性分析，對防止管道破裂而進(jìn)行的維護(hù)項(xiàng)目效果進(jìn)行評估；為潛在發(fā)生管道破裂的地點(diǎn)設(shè)計(jì)模擬情景，使用地理信息系統(tǒng)制定相應(yīng)的應(yīng)急救援預(yù)案；將管道高后果區(qū)進(jìn)行重點(diǎn)管理，建立每個(gè)高后果區(qū)的“一點(diǎn)一案”及“一事一檔”。

2.6 管道維搶修

管道泄漏造成的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境損害是不可估量的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)管道泄漏時(shí)，能否快速分析情況情況采取相應(yīng)措施控制泄漏點(diǎn)，是泄漏事故處理的關(guān)鍵。

利用地理信息系統(tǒng)能夠分析選擇最佳路徑知道救援搶險(xiǎn)隊(duì)伍、設(shè)備機(jī)具快速到達(dá)事故現(xiàn)場，當(dāng)管道出緊急情況時(shí)，且根據(jù)事發(fā)地的管道、地理信息等實(shí)際情況制定救援預(yù)案，分析事故影響范圍，確定隔離區(qū)域，為快速救援提供數(shù)據(jù)支持。

3 結(jié)論

油氣長輸管道長輸管道具有點(diǎn)多、線長、面廣、網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，管理涉及到地理信息、管線圖形信息和屬性信息，傳統(tǒng)的管道在信息交換性、通用性、數(shù)據(jù)管理與存儲(chǔ)方面存在許多不足，無法滿足未來管理要求。而運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（ GIS）整合管線設(shè)備周圍的地理信息和維護(hù)監(jiān)控信息，為管線巡查、設(shè)備維護(hù)、安全管理提供支持， 可大大降低運(yùn)行成本，提高管線運(yùn)行、管理效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]高千永.地理信息系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（34）.

[2]唐斌.地理信息系統(tǒng)在油氣長輸管道中的應(yīng)用[J].油氣田地面工程，2010，29（05）：79-80.

[3]耿作孝，林淵，李曉寧.GIS在油氣長輸管道完整性管理中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理信息，2011，34（01）：105-108.