智慧管道關(guān)鍵技術(shù)研究

段衛(wèi)東 胡永泉

摘? 要：智慧管道關(guān)鍵技術(shù)要是研究物聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)、大數(shù)據(jù)等時(shí)下熱門技術(shù)如何應(yīng)用于管道建設(shè)的全生命周期。其中，無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、管線監(jiān)控監(jiān)測;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)貫穿于管道運(yùn)維的數(shù)據(jù)傳輸，設(shè)備高效互聯(lián)、協(xié)調(diào)配合;大數(shù)據(jù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)儲存、數(shù)據(jù)分析，同時(shí)還能將大數(shù)據(jù)與云計(jì)算、人工智能進(jìn)行配合對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析進(jìn)而挖掘隱藏價(jià)值實(shí)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)演與決策。在以上技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)用下，管道運(yùn)維更加系統(tǒng)化、智能化。

關(guān)鍵詞：智慧管道? 物聯(lián)網(wǎng)? 無人機(jī)? 大數(shù)據(jù)? 全生命周期

中圖分類號：TE83? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）03（a）-0027-02

在我國的油氣管網(wǎng)建設(shè)過程中，已從傳統(tǒng)管道建設(shè)向數(shù)字化管道發(fā)展的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了基本的數(shù)字化設(shè)計(jì)、監(jiān)控管理。而結(jié)合“端+云+大數(shù)據(jù)”體系架構(gòu)建立基于“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的智能化管道模式，是提升油氣管道管理水平、促進(jìn)行業(yè)發(fā)展的有效手段。時(shí)下，通過對“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的內(nèi)涵特征的闡述，分析“互聯(lián)網(wǎng)+”智能化管道的現(xiàn)實(shí)需求，油氣管道行業(yè)提出了智慧管道的建設(shè)規(guī)劃。

目前我國已有不少管道公司在智慧管道的發(fā)展建設(shè)中，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)、大數(shù)據(jù)等關(guān)鍵技術(shù)取得了重要成果，如中國石油天然氣集團(tuán)公司將管道建設(shè)確定為技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，開發(fā)了PIS完整性管理系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)，為所轄油氣田和管道的在線檢漏、優(yōu)化運(yùn)行、完整性管理提供數(shù)據(jù)平臺;中亞天然氣管道公司其D線工程打造了一個基于物聯(lián)網(wǎng)的信息感知系統(tǒng)。在此發(fā)展趨勢下，為實(shí)現(xiàn)智慧管道數(shù)據(jù)全面統(tǒng)一、供應(yīng)精準(zhǔn)匹配、感知交互可視、運(yùn)行智能高效、系統(tǒng)融合互聯(lián)、預(yù)測警告可控等特點(diǎn)，研究如何有效地與時(shí)下關(guān)鍵技術(shù)結(jié)合并運(yùn)用于智慧管道全生命周期，是智慧管道關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用的重難點(diǎn)[1-3]。

1? 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究

1.1 大數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)構(gòu)建與分析挖掘方面的運(yùn)用

所謂大數(shù)據(jù)（big data），是指無法在一定時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。大數(shù)據(jù)特點(diǎn)：大量、高速、多樣、價(jià)值。大數(shù)據(jù)在智慧管道中的應(yīng)用主要有兩方面。

一是構(gòu)建管道的全生命周期的數(shù)據(jù)庫，在管道規(guī)劃、可行性研究、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、工程施工、投產(chǎn)、竣工驗(yàn)收、運(yùn)維、變更、報(bào)廢等整個生命周期內(nèi)，整合各階段業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)信息，建立完整的管道數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)管道從規(guī)劃到報(bào)廢的全業(yè)務(wù)、全過程信息化管理[4]。

二是用于數(shù)據(jù)的分析挖掘。在管道建設(shè)的各個階段下會產(chǎn)生相應(yīng)的管道建設(shè)數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、腐蝕數(shù)據(jù)、檢測檢測數(shù)據(jù)、運(yùn)營數(shù)據(jù)、市場數(shù)據(jù)等存儲于數(shù)據(jù)庫中，此時(shí)可以通過大數(shù)據(jù)的時(shí)間倒序法、數(shù)據(jù)回歸法、關(guān)聯(lián)分析法、層次分析法、類聚分析法、智能優(yōu)化法等一系列算法進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的能耗、腐蝕控制及效率、風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)營的管理[5]。

1.2 貫穿于全生命周期的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是智慧管道發(fā)展的技術(shù)支撐平臺，它可為實(shí)現(xiàn)智慧管道全面精準(zhǔn)的感知提供豐富準(zhǔn)確的技術(shù)手段。物聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)架構(gòu)上分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層3層。感知層是通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等采集現(xiàn)場各類信息傳感儀器儀表設(shè)備的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層通過各類傳輸介質(zhì)和通信技術(shù)按約定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用層進(jìn)行數(shù)據(jù)集成和分析，繼而實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理[6-7]，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 無人機(jī)技術(shù)在數(shù)據(jù)采集與設(shè)施監(jiān)控方面的應(yīng)用

近年來，無人機(jī)已經(jīng)在油氣長輸管道建設(shè)中得到良好的應(yīng)用。管道控制中心一方面通過無人機(jī)收集現(xiàn)場影像與地形地貌、地表植被、周邊設(shè)施等數(shù)據(jù)存于數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)與原數(shù)據(jù)相對比能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)滑坡、沖溝、第三方施工等風(fēng)險(xiǎn)因素。在數(shù)據(jù)采集中無人機(jī)具有工作效率高、安全性高、采集效果好、影響因素少等優(yōu)勢。另外，無人機(jī)技術(shù)也可以對目標(biāo)管道進(jìn)行視頻監(jiān)控，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)在長輸管道安全生產(chǎn)、應(yīng)急管理等方面的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級蘊(yùn)藏巨大潛力[8]。

2? 結(jié)語

該文主要介紹了時(shí)下各門熱門技術(shù)在智慧管道建設(shè)發(fā)展的全生命周期的不同應(yīng)用，通過對大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)這3項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的典型應(yīng)用實(shí)例說明了其技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵所在。當(dāng)然智慧管道的關(guān)鍵技術(shù)并非只有這幾項(xiàng)，還有云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工智能等。智慧管道所智慧的關(guān)鍵并非與熱門技術(shù)的簡單結(jié)合，而是其關(guān)鍵技術(shù)交叉聯(lián)合、嵌套運(yùn)用，形成一種關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)，智能化的運(yùn)行。相信中國的石油管道行業(yè)能夠進(jìn)一步研究探索，繼續(xù)利用“互聯(lián)網(wǎng)+”信息技術(shù)加快智慧管道的建設(shè)，最終達(dá)到世界先進(jìn)水平。

參考文獻(xiàn)

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