淺談油氣管道安全管理信息化

李梅

（中國石化管道儲運(yùn)有限公司鄒城輸油處，山東 濟(jì)寧273500）

隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地的企業(yè)逐漸壯大起來，對能源的需求愈發(fā)旺盛，而作為工業(yè)發(fā)展血液的原油就成了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必須能源，油氣管道作為油氣輸送的最佳手段，在中國從20 世紀(jì)70 年代發(fā)展至今已經(jīng)有了幾十年的發(fā)展歷史。油氣輸送的關(guān)鍵就是如何保證全過程安全、快捷，傳統(tǒng)的技術(shù)雖然逐漸成熟，但是高投入、高成本、人財物的巨大投入，已經(jīng)嚴(yán)重制約了企業(yè)安全的管控與發(fā)展。隨著信息技術(shù)的發(fā)展完善，數(shù)字化管道已經(jīng)成為油氣輸送企業(yè)發(fā)展方向，安全管理信息化也成為必然趨勢。

1 安全管理信息化的重大意義

油氣管道輸送企業(yè)不同于其他行業(yè)，連接原油的生產(chǎn)油田和化工煉廠，是工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，屬于高危行業(yè)，既要遵守普行業(yè)的通用安全規(guī)則，又有高危行業(yè)的特殊性。原油輸送的安全事故會帶來巨大的直接財產(chǎn)損失，同時會產(chǎn)生巨大的間接經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。如果原油管道出現(xiàn)安全事故，上游的油田或進(jìn)口原油無法輸送，到港原油嚴(yán)重滯期將產(chǎn)生巨額的費(fèi)用，下游石化煉廠無油可煉，沒有成品汽柴油、化工產(chǎn)品保證市場供應(yīng)，會產(chǎn)生巨大的不良社會影響，因此保證油氣管道的安全生產(chǎn)意義重大。但是因設(shè)備老化、人員風(fēng)險意識不到位、工程施工不按規(guī)程操作、違反操作流程等造成的事故屢見不鮮。隨時掌握全體員工的生產(chǎn)動態(tài)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的全流程監(jiān)控、施工現(xiàn)場的無死角監(jiān)控等，這些在過去需要投入大量人力物力始終無法全面實(shí)現(xiàn)的功能，隨著信息技術(shù)的發(fā)展這些棘手的問題得以解決，并在生產(chǎn)實(shí)際中取得良好的效果。

2 建立安全管理信息系統(tǒng)

2.1 建立安全管理信息系統(tǒng)的必要性

油氣管道的安全管理具有點(diǎn)多、線長、面廣、高風(fēng)險的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)的安全管理中主要是靠人的主觀意識，從制度的建立、執(zhí)行、監(jiān)督、整改全過程人的主觀因素?zé)o時無刻不在影響著安全管理的整個過程，這就造成了數(shù)據(jù)、報表摻雜了過多的人的主觀意識、判斷等。對于企業(yè)安全管理人員，要想了解真實(shí)情況，就必須到現(xiàn)場對照資料核實(shí)分析，而且事后的監(jiān)督，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)施監(jiān)控、即時整改。運(yùn)用安全管理信息系統(tǒng)就可以對整個生產(chǎn)過程標(biāo)準(zhǔn)化，避免人為的干擾，安全管理人員可以通過管理平臺全面、實(shí)時了解生產(chǎn)運(yùn)行的全過程，并對工程施工現(xiàn)場進(jìn)行無死角監(jiān)控，按照規(guī)范的操作動作、合規(guī)的操作流程對生產(chǎn)過程進(jìn)行全面監(jiān)控。

2.2 建立安全信息管理平臺

首先，在建立管理平臺前要知道什么是安全信息管理平臺。安全管理平臺就是利用現(xiàn)代化的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把生產(chǎn)現(xiàn)場、過程中的全要素集中在網(wǎng)絡(luò)信息中，與規(guī)范的管理制度相結(jié)合而形成的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全管理平臺。運(yùn)用這個平臺可以對職工進(jìn)行安全教育、制度學(xué)習(xí)、規(guī)范規(guī)程、操作前提醒、錯誤提示、主動報警等一系列的功能，功能配置可以結(jié)合企業(yè)自身的需求配置，提高生產(chǎn)、安全管理系統(tǒng)運(yùn)行效率。

油氣管道安全管理是個復(fù)雜的問題，從地理位置分為站場的安全管理和外管道的安全管理。

站場的生產(chǎn)安全管理，是指SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。在油氣輸送管道安全管理中的應(yīng)用，其主要是通過計算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對油氣輸送管道的自動調(diào)控，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，通過閾值的設(shè)定完成超壓、超濃度、泄漏等實(shí)時報警，實(shí)現(xiàn)油氣的安全輸送，使站場的油氣濃度達(dá)標(biāo)。SCADA 系統(tǒng)具有豐富的控制功能，包括對管道的數(shù)據(jù)采集以及設(shè)備的參數(shù)等數(shù)據(jù)的調(diào)節(jié)和控制等。油氣管道生產(chǎn)運(yùn)行的特點(diǎn)是點(diǎn)多、線長，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)對全部設(shè)備的有效控制，而通過SCADA 系統(tǒng)則能夠?qū)崿F(xiàn)對全部設(shè)備的有效監(jiān)控，并將監(jiān)控數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成直觀的圖形顯示，與設(shè)定閾值進(jìn)行比對，實(shí)現(xiàn)連鎖控制，同時通過油氣濃度、硫化氫濃度等比對，實(shí)現(xiàn)對危險區(qū)域的快速研判和快速切斷，發(fā)出報警，給出最佳的應(yīng)對方案，有效提高油氣輸送管道站場的安全管控能力，降低危害。

油氣輸送站場的具體應(yīng)用，一般情況下采用雙機(jī)熱備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主備機(jī)之間平穩(wěn)、無縫的切換。站場可配置操作站（服務(wù)器）或觸摸屏的人機(jī)接口，完成過程監(jiān)控和安全保護(hù)聯(lián)鎖，通過區(qū)域中心和控制中心，實(shí)現(xiàn)無人站場。采用TCP/IP 協(xié)議工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)和區(qū)域中心、總控制中心的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，通信的介質(zhì)多為光纖、衛(wèi)星、公用傳輸網(wǎng)、微波等，傳輸通道可以實(shí)現(xiàn)熱備，以提高可靠性。

油氣輸送外管道的安全管理涉及到管道沿線自然環(huán)境、人員分布、社會資源、地理狀況、設(shè)施配置、管理水平等因素，同時還涉及到政治、經(jīng)濟(jì)、文化、教育和人的行為方式等各方面。在對管道進(jìn)行安全管理的時候，通常必須考慮管道所處的地點(diǎn)、周圍環(huán)境等特點(diǎn)信息。這些信息具體包括：①待評價管段和系統(tǒng)危險源的位置信息；②可能發(fā)生事故的空間發(fā)展情況，即爆炸波的波及范圍、毒氣云團(tuán)的擴(kuò)散區(qū)域分布和擴(kuò)展蒸汽云的發(fā)展分布等；③受周圍環(huán)境條件約束作用下的事故危害范圍等，可以建立模型，模擬事故現(xiàn)場，演示影響范圍。而常規(guī)的管理方法對這些信息的重要性并沒有給予足夠的重視，一般都對其作簡化處理，結(jié)果常造成事故評價結(jié)果不準(zhǔn)確。而信息技術(shù)的綜合利用結(jié)合大數(shù)據(jù)對管道周邊及各種地理信息的綜合處理，建立管道周邊模型，完成系統(tǒng)分析，給出客觀的評價結(jié)果。

2.3 工業(yè)監(jiān)控在油氣管道中的應(yīng)用

在油氣管道輸送行業(yè)，從安全管理的角度出發(fā)，要保持從業(yè)人員相對穩(wěn)定，嚴(yán)格對職工進(jìn)行安全知識培訓(xùn)，提高職工的應(yīng)急處置能力，通過各種應(yīng)急演練提高員工的安全意識和事故狀態(tài)下的應(yīng)變能力，保證企業(yè)的安全生產(chǎn)。企業(yè)職工安全意識的強(qiáng)弱很大程度上決定了事故的多少。施工責(zé)任心差、不按時巡檢、粗心大意誤操作、操作時隨意修改安全操作流程、違反勞動紀(jì)律、應(yīng)急處置不當(dāng)都是造成事故的關(guān)鍵因素。提高員工素質(zhì)，是每個企業(yè)都面對的問題，而安全視頻教育、工業(yè)視頻監(jiān)控可以通過聲音、圖像等給員工留下深刻印象，在實(shí)際操作時多了一個不在場的安全管理員。

針對安全監(jiān)管手段存在的突出問題，工業(yè)視頻監(jiān)控技術(shù)成為了彌補(bǔ)監(jiān)管漏洞的一種有效手段，對生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場和生產(chǎn)過程進(jìn)行全過程、全方位、全天候的監(jiān)控，可以及時發(fā)現(xiàn)事故隱患和違章現(xiàn)象，減少和杜絕事故發(fā)生。

工業(yè)監(jiān)控在油氣管道輸送中的應(yīng)用主要分三種方式，主要包括視頻監(jiān)控設(shè)施、單體錄像設(shè)施和衛(wèi)星定位裝置等三類。對于視頻監(jiān)控設(shè)施，要求其具有不間斷攝錄、圖像傳輸、主機(jī)控制、集中顯示和記錄保存五項(xiàng)基本功能，主要用于監(jiān)控永久、固定式生產(chǎn)裝置和場所。單體錄像設(shè)施要具有方便拆裝、移動監(jiān)控等特點(diǎn)，主要用于監(jiān)控臨時、流動式生產(chǎn)作業(yè)場所。衛(wèi)星定位裝置要求要具有24 h 不間斷跟蹤監(jiān)控功能，主要用于監(jiān)控機(jī)動車輛、野外作業(yè)等移動設(shè)備。

在油氣站場中因場所固定，主要應(yīng)用固定式工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，對員工操作的全流程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，規(guī)范員工的操作步驟，避免誤操作。對外管道的管理主要使用GPS 定位，隨時管理巡線人員的巡檢路線，避免巡檢中漏巡重要的點(diǎn)位。施工場所使用臨時架設(shè)的無線監(jiān)控設(shè)備，對施工場所進(jìn)行全方位無死角的監(jiān)控，保證施工安全可控。

2.4 地理信息系統(tǒng)在油氣管道中的應(yīng)用

隨著信息可視化、互聯(lián)網(wǎng)以及多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，信息處理技術(shù)特別是與地理信息系統(tǒng)GIS（Geographic Information System-GIS）相關(guān)的應(yīng)用也開始深入管道運(yùn)輸行業(yè)。GIS 的空間分析和空間數(shù)據(jù)庫管理功能在處理具有空間特征的信息上有明顯優(yōu)勢，所以它為解決當(dāng)前管道安全管理所存在的問題提供了新的辦法。它融合了管道原有的SCADA 系統(tǒng)自動控制功能，目前該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)地理信息和數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲存和作圖統(tǒng)一作業(yè)，提高管道安全管理的有效性、準(zhǔn)確性和時效性，從而減少管道事故的發(fā)生?！皵?shù)字化管道”是應(yīng)用遙感、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)、現(xiàn)代通信等高科技手段，對管道資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等各個復(fù)雜系統(tǒng)的數(shù)字化、數(shù)字整和、仿真等信息集成的應(yīng)用系統(tǒng)，并在可視化的條件下提供決策支持和服務(wù)。

在油氣管道安全管理中，GIS 技術(shù)具有實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、投資小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，同時它具有集系統(tǒng)性、適用性、兼容性為一體的優(yōu)勢，可以便捷、可靠、安全地對管道沿線情況進(jìn)行動態(tài)數(shù)據(jù)管理?；贕IS 技術(shù)的數(shù)字管道安全管理系統(tǒng)可將管道設(shè)施、沿線環(huán)境、地質(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)、社會、文化等各方面的信息在三維地理坐標(biāo)上有機(jī)整合，可以及時準(zhǔn)確地針對某個點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行反映。可以從最初的數(shù)據(jù)管理、多源數(shù)據(jù)采集、數(shù)字化輸入和繪圖輸出，到數(shù)字地面模型的使用、GIS 可以結(jié)合風(fēng)險評價模型的擴(kuò)展分析、與決策支持系統(tǒng)的集成、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用等，逐步發(fā)展并深入應(yīng)用，GIS 不僅可以像油氣管道的自動化控制系統(tǒng)（SCADA）那樣管理地理信息，而且還可以管理圖形信息。GIS 具有強(qiáng)大的空間建模功能，能夠構(gòu)建各種具有專業(yè)性、綜合性、集成性的風(fēng)險評估分析模型來完成具體的實(shí)際工作。GIS 基礎(chǔ)軟件平臺提供了一些基本的空間分析工具，如區(qū)域疊加分析、矢量柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、屬性數(shù)據(jù)查詢檢索、數(shù)字地面模擬分析等，結(jié)合具體的實(shí)際情況在GIS 基礎(chǔ)平臺上開發(fā)出與各種專業(yè)分析模型相結(jié)合的分析模塊，如將模糊理論模型、專家評估模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等與GIS 基礎(chǔ)平臺結(jié)合，應(yīng)用于油氣管道事故的風(fēng)險分析中，對油氣管道進(jìn)行風(fēng)險評估。

通過SCADA 系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、GIS 系統(tǒng)的應(yīng)用，建立完善的安全管理平臺，對油氣管道從站場到外管道進(jìn)行全方位的監(jiān)控，對生產(chǎn)的全流程、全要素的監(jiān)管，完善了油氣儲運(yùn)行業(yè)的安全管理，從而實(shí)現(xiàn)油氣管道的安全生產(chǎn)。

3 結(jié)束語

在當(dāng)今社會現(xiàn)代化和信息化的大發(fā)展趨勢下，油氣管道安全管理信息化是時代發(fā)展的必然趨勢。在油氣管道安全管理信息化中利用信息技術(shù)，提高安全管理的技術(shù)水平，一方面充分運(yùn)用信息技術(shù)手段，構(gòu)建信息化平臺保證安全生產(chǎn)，科學(xué)論證、統(tǒng)籌考慮油氣管道安全信息化建設(shè)的方案；另一方面加強(qiáng)和完善視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)，加強(qiáng)對信息的掌控能力，提高信息化的水平和質(zhì)量。掌控周邊環(huán)境，發(fā)揮信息化給安全管理帶來的便利，對油氣管道的的長遠(yuǎn)發(fā)展起到更加積極的作用。