大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)字化管道技術(shù)探討

陳偉晨

【摘 要】隨著我國現(xiàn)代化科技的快速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應(yīng)用，并且隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，社會中的生產(chǎn)生活活動又經(jīng)歷了一番洗禮，管道運輸業(yè)作為運輸各類資源的支柱行業(yè)，也受到了大數(shù)據(jù)時代的影響，發(fā)生了巨大的變化，而管道運輸在開發(fā)的過程中會受到自然災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害的影響，使管道運輸業(yè)受到了極大的影響。而在大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)字化管道能夠?qū)@些災(zāi)害進(jìn)行預(yù)測，從而采取有效的措施進(jìn)行防護(hù)，以免于受到嚴(yán)重的損失。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)環(huán)境；數(shù)字化管道技術(shù)；探討

目前管道運輸行業(yè)已經(jīng)成長為集各類資源運輸?shù)闹е托袠I(yè)，因為其應(yīng)用越來越廣泛滲透于生活中的諸多領(lǐng)域。與此同時，盡管近些年來數(shù)字管道技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，面對大數(shù)據(jù)時代的來臨，管道行業(yè)的發(fā)展與信息技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)的結(jié)合將會更加緊密，同時也會使得管道工程的建設(shè)得到更進(jìn)一步的發(fā)展。隨著我國對數(shù)字化管道建設(shè)的重視，尤其對數(shù)據(jù)規(guī)?；?shù)據(jù)高速化、數(shù)據(jù)多樣化和對數(shù)據(jù)價值性等要求越來越高的大數(shù)據(jù)環(huán)境而言，管道工程和數(shù)字化的更進(jìn)一步結(jié)合與發(fā)展在不斷地深入和應(yīng)用，管道數(shù)據(jù)的完整性包括從管道自身的設(shè)計到管道工程的建設(shè)以及運行管理等，已經(jīng)成為大數(shù)據(jù)環(huán)境下發(fā)展和研究的重要課題。

1 大數(shù)據(jù)及數(shù)字化管道技術(shù)簡介

1.1 大數(shù)據(jù)的涵義

大數(shù)據(jù)主要是對專業(yè)化、規(guī)?；约案咝Щ臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的集合，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，其是在信息科技高速發(fā)展的前提下形成的。其具備多樣性、真實性、快速性等特性，其具體表現(xiàn)為規(guī)模及容量較大，并且這也是其特性顯現(xiàn)的基礎(chǔ)。

1.2 數(shù)字化管道技術(shù)

數(shù)字化管道的最初概念引自“數(shù)字地球”的相關(guān)概念，并且隨著時代的發(fā)展，其概念也有了新的變化，其主要的內(nèi)容包括信息基礎(chǔ)設(shè)施以及信息科技作為基礎(chǔ)進(jìn)行發(fā)展，并對RS、GIS、GPS進(jìn)行輔助應(yīng)用，并以數(shù)字地球為藍(lán)本當(dāng)做管理理論，并與其他的一些相關(guān)理論構(gòu)建理論體系，同時將信息技術(shù)作為平臺應(yīng)用于管道工程的建設(shè)之中。其特點在于通過數(shù)字技術(shù)與相關(guān)技術(shù)相結(jié)合對管道工程進(jìn)行數(shù)字模擬、實時檢測以及自動控制。

1.3 大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)字化管道技術(shù)

通過上述可知，數(shù)字化管道功能的實現(xiàn)是以信息技術(shù)和設(shè)施作為基礎(chǔ)的，并且大數(shù)據(jù)環(huán)境中包含的數(shù)據(jù)信息更為全面、專業(yè)、高效，因此，大數(shù)據(jù)環(huán)境能夠極大的推動數(shù)字化管道技術(shù)的進(jìn)步，尤其是對長距離管道、經(jīng)過山區(qū)的管道以及經(jīng)過地質(zhì)災(zāi)害的管道進(jìn)行建設(shè)指導(dǎo)具有非凡的意義。

2.大數(shù)據(jù)對于數(shù)字化管道技術(shù)影響

2.1 對數(shù)字化管道整體架構(gòu)的影響

數(shù)字管道的建設(shè)實際上是一個從設(shè)計到運營這個體系建設(shè)的過程，可以說是一個龐大的體系的構(gòu)建。整體構(gòu)架可以根據(jù)不同部分進(jìn)行合理組建，而大數(shù)據(jù)的發(fā)展對于這個過程影響：

首先從確定數(shù)據(jù)層（數(shù)據(jù)庫）、邏輯層（GIS技術(shù)平臺）和應(yīng)用層的關(guān)系來說，數(shù)據(jù)層為理論基礎(chǔ)和應(yīng)用基石；邏輯層主要負(fù)責(zé)邏輯運算和信息的分析整合等，所以邏輯層屬于中樞部分，分別對數(shù)據(jù)層和應(yīng)用層進(jìn)行負(fù)責(zé)；應(yīng)用層是把前兩層的工作結(jié)果指導(dǎo)工程建設(shè)的具體的應(yīng)用和操作（包括技術(shù)的運用、實際問題的處理等）。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以提高數(shù)字化管道建設(shè)從理論支持到邏輯管理，再到應(yīng)用建設(shè)全過程水平。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫通過云計算的便利提高了邏輯層對數(shù)據(jù)層和具體應(yīng)用的分析決策的質(zhì)量和運算工作的效率。數(shù)據(jù)庫中的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、環(huán)境經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫、完整性管理數(shù)據(jù)庫和管道專業(yè)數(shù)據(jù)庫等隨著大數(shù)據(jù)的到來，其數(shù)據(jù)類型更加多樣性、數(shù)據(jù)內(nèi)容更加專業(yè)和詳實、數(shù)據(jù)的可靠性和參考價值更高。

其次，GIS系統(tǒng)配合云計算也隨著大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫集群的優(yōu)勢使得數(shù)據(jù)信息的分析處理速度和質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。進(jìn)而反饋于應(yīng)用層中具體要有完備的設(shè)計、施工、運營、管理等信息系統(tǒng)和運作系統(tǒng)與實際環(huán)境契合度更高，對于不同方案和問題解決思路、方法的獲取更加便捷和完善。因此，整個構(gòu)架各個環(huán)節(jié)的提高也必然帶動著整個數(shù)字化管道工程的進(jìn)步。

2.2 對關(guān)鍵技術(shù)的影響

整體構(gòu)架的完備是數(shù)字管道的基礎(chǔ)，而關(guān)鍵技術(shù)的完善和優(yōu)化是管道工程建設(shè)有力保證。其中應(yīng)用最為頻繁的當(dāng)屬“3S”技術(shù)中的 RS遙感技術(shù)，主要用于全面的管道數(shù)據(jù)采集與實時監(jiān)測。大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢就是把網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢不斷地向?qū)I(yè)化、技術(shù)化和高效化發(fā)展，在這個過程中不僅可以把相關(guān)專業(yè)性的技術(shù)和科技進(jìn)行整合歸納分類，同時不斷補(bǔ)充最新的技術(shù)理論、研究成果、實驗數(shù)據(jù)等，這便是大數(shù)據(jù)對于數(shù)字化管道技術(shù)的促進(jìn)。同時因為大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集比較龐大，可以對潛在的、有價值的、可變的信息等及時獲取，以保證關(guān)鍵技術(shù)的不斷完善進(jìn)而促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

3 大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)字化管道技術(shù)的應(yīng)用

通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以使數(shù)字化管道在設(shè)計以及建設(shè)的過程中更加具備高效性和專業(yè)性，從而使數(shù)字化管道的管理更加方便，這是由于大數(shù)據(jù)管道應(yīng)用了RS、GIS以及GPS等先進(jìn)的技術(shù)系統(tǒng)，可以對管道的具體情況了如指掌，傳統(tǒng)管道在建設(shè)的過程中，如若遇到山區(qū)，則會使管道的建設(shè)受到極大的影響，而通過應(yīng)用數(shù)字化管道則可以對山區(qū)的地形、地質(zhì)進(jìn)行有效的勘測，并且能夠?qū)ι絽^(qū)容易出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行檢測，并通過GIS技術(shù)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析和檢測，從而對地質(zhì)災(zāi)害和自然災(zāi)害起到了預(yù)防的作用，并且還能夠?qū)ν话l(fā)事件預(yù)案處理，以免出現(xiàn)安全事故和嚴(yán)重的損失。

我國的數(shù)字化管道一般主要用于成品油的輸送以及其他油氣資源的輸送，因此，對管道的技術(shù)要求較高，尤其是一些較長的輸油管道，由于管道的線路較長，因此對其維護(hù)和監(jiān)控便比較不方便，特別是當(dāng)這一類管線途徑山區(qū)等地形、地質(zhì)較為復(fù)雜的地域使，會受到汛期和一些地質(zhì)災(zāi)害的影響，而數(shù)字化管道可通過模型模擬系統(tǒng)對管道進(jìn)行三維仿真模擬，并且通過GPS、GIS以及EVDO等先進(jìn)的遠(yuǎn)程技術(shù)來對這一類型的管道進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測、巡檢以及輔助搶修等，因此，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下應(yīng)用數(shù)字化管道技術(shù)意義重大。

4 大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)字化管道技術(shù)的未來發(fā)展

總體來講，數(shù)字化管道技術(shù)在未來的發(fā)展前景較為廣闊，尤其是當(dāng)前數(shù)據(jù)信息化高度集中，并且大數(shù)據(jù)環(huán)境仍在進(jìn)一步的完善和發(fā)展，未來大數(shù)據(jù)環(huán)境所帶來的是更多、更廣闊的數(shù)字信息資源，而且通過現(xiàn)代化科技手段能夠?qū)⒐艿赖墓芾砗途S護(hù)決勝于千里之外，因此，在這些方面，數(shù)字化管道技術(shù)具備較大的優(yōu)勢。但是數(shù)據(jù)信息資源的應(yīng)用需要依靠相應(yīng)的技術(shù)作為支撐，在數(shù)字信息技術(shù)發(fā)展的同時，還應(yīng)該重視硬件設(shè)施的發(fā)展，從而使兩者相互促進(jìn)，共同推動數(shù)字化管道技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

5.發(fā)展展望

通過本文淺析和探討，數(shù)字化管道在大數(shù)據(jù)環(huán)境下的發(fā)展具有十分明顯的優(yōu)勢。未來數(shù)字管道技術(shù)會隨著大數(shù)據(jù)環(huán)境的進(jìn)步更進(jìn)一步的發(fā)展，也會和信息技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)緊密結(jié)合。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用使得工程管道的各個環(huán)節(jié)呈現(xiàn)數(shù)字化乃至可視化，進(jìn)行模擬、仿真、實時檢測等，當(dāng)然這都需要詳實的數(shù)據(jù)支撐，信息技術(shù)和實體科技的發(fā)展是相輔相成、相互促進(jìn)的。因而，大數(shù)據(jù)的環(huán)境和技術(shù)不斷地推動著數(shù)字管道向信息化、數(shù)字化甚至精準(zhǔn)化和智能化發(fā)展與進(jìn)步。

結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行管道工程施工以及投入使用的過程中，會受到一些自然因素和地質(zhì)災(zāi)害的影響，為了使管道運營的安全性和有效性得到保證，應(yīng)該通過現(xiàn)代化技術(shù)作為依托，來實現(xiàn)對管道安全運營的管理。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，數(shù)字化管道技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)管道路線的勘察、管道運營的監(jiān)測以及相應(yīng)的維護(hù)工作，不僅節(jié)約了人力資源，而且還保證管道不受地質(zhì)災(zāi)害和自然因素的影響，從而使資源能夠得到正常的輸送，為我國現(xiàn)代化建設(shè)提供了保障。

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（作者單位：中國石油管道局工程有限公司設(shè)計分公司）