新時期背景下管道工程施工中數(shù)字化管理應用

李楠(中國石油天然氣股份有限公司天然氣銷售東部分公司，上海 200122)

1 傳統(tǒng)管道工程施工中存在的不足

在以往使用傳統(tǒng)方式進行管道施工設計以及計劃制定的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)工作計劃設計內容與現(xiàn)場的實際施工狀況不匹配，這主要是因為現(xiàn)階段的許多地形圖圖形在更新過程中不及時，而且相關資料也非常有限，使得一些設計人員在進行施工計劃設計和制定的過程中能夠參考的數(shù)據(jù)信息過少，擁有的數(shù)據(jù)不準確，所以在實際的管道工程施工過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一邊施工以便進行施工方案的修改問題，而且還不止修改一次，這就導致管道工程施工之前的準備工作無法完善，修改設計內容還會在一定程度上拖慢工期、影響施工的質量以及效率[1]。

管道施工的設計思想并不能夠在實際的施工中得到實施，這主要是因為在進行設計的過程中，圖紙一定會比實際的施工現(xiàn)場小，受到圖紙比例以及尺寸等多方面的影響，并不能將施工現(xiàn)場的實際情況展現(xiàn)出來，這就導致工作人員的設計理念與思想不能夠得到充分的施展，施工人員與設計者之間存在著理解的誤差，導致管道施工在建設過程中或者是后期出現(xiàn)很多的質量問題。

管道工程在實際施工過程中并不能夠將設計的成果以及效果進行有效的體現(xiàn)，在管道施工、竣工進行運行之后，相關工作人員在對其進行運行管理的時候，由于管道在實際施工過程中進行了多次的設計規(guī)劃修改，變更范圍較為廣泛，所以在管道工程竣工之后，并沒有完善詳盡的竣工資料作為支撐，這也為后期管道的維修、維護、運行以及管理等工作帶來了一定的麻煩和困難，特別是在對管道施工重點位置進行維護以及檢修的過程中，工作人員不能夠進行準確的定位，從而降低檢修的效率以及效果[2]。

2 管道工程施工各個階段的數(shù)字化技術建設狀況

2.1 在管道工程可行性研究階段的建設狀況

2.1.1 管道工程的建設內容

在對管道施工進行可行性階段的相關工作過程中，工作人員需要對施工的數(shù)據(jù)進行收集，其中主要包含了：建設地區(qū)的社會經(jīng)濟、人口、自然環(huán)境、地貌特征、地形、礦區(qū)等，并建立相應的資料庫進行保管，然后在此基礎上將收集到的相關數(shù)據(jù)進行掃描，利用 GIS 數(shù)據(jù)轉換、屬性數(shù)據(jù)錄入、投影坐標轉換等手段，將這些數(shù)據(jù)形成不同類型的子庫。工作人員通過對數(shù)據(jù)轉換技術的使用，將不同類型的數(shù)據(jù)資料轉換到統(tǒng)一個數(shù)據(jù)庫中，然后再利用不同的軟件對這些數(shù)據(jù)進行有效的疊加等[3]。將這些數(shù)據(jù)轉化成為專業(yè)的數(shù)據(jù)模型以及分析模型，這樣就能夠建立不同專業(yè)的評估系統(tǒng)以及輸氣線路系統(tǒng)等，為管道的施工建設提供充分的數(shù)據(jù)和資料。

2.1.2 可行性階段實現(xiàn)的功能

在管道施工的可行性階段使用數(shù)字化技術，主要能夠實現(xiàn)的功能有以下三種[4]：(1)通過對不同類型自然地理資料以及數(shù)據(jù)的收集和分析，并將收集來的數(shù)據(jù)放在相同坐標上進行對比，就能夠對管道施工的整體路線進行規(guī)劃以及設計，這樣就能夠在極大程度上保障輸送線路走向的合理性以及科學性，不會出現(xiàn)破壞環(huán)境等問題，同時還能繞開地震、地質的災害區(qū)，保障管道施工的質量以及安全性；(2)對不同的數(shù)據(jù)建立不同類型的數(shù)據(jù)庫，保障這些不同類型的數(shù)據(jù)庫在管道勘察、施工以及運行過程中都能夠發(fā)揮有效的作用；(3)通過對管道施沿線地區(qū)的社會經(jīng)濟狀況、人口等數(shù)據(jù)進行收集，并在此基礎上建立完善的分析評估系統(tǒng)，對管道施工項目的經(jīng)濟效應等進行可靠的評估。

2.2 在管道工程勘察設計階段的建設狀況

對遙感圖像處理系統(tǒng)的使用，該系統(tǒng)能夠對高光譜數(shù)據(jù)、雷達數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星遙感多光譜數(shù)據(jù)進行高效的分析、顯示以及處理。而且還能夠對衛(wèi)星遙感多光譜數(shù)據(jù)進行解釋，從而得到管道工程施工過程中經(jīng)過區(qū)域的方案，為工作人員提供不同的施工方案，然后工作人員就會根據(jù)具體的施工要求以及目的，選取適合的方案進行討論以及實施[5]。這種方式比以往傳統(tǒng)的使用地理、地質以及地圖等方式更加的科學、高效和合理。

對地質測量信息系統(tǒng)進行使用，該系統(tǒng)的有效使用能夠幫助工作人員更好的進行管道選線工作，該系統(tǒng)為工作人員提供了沿線水紋、地質等方面的數(shù)據(jù)以及圖紙，幫助工作人員更好的了解施工狀況。

對數(shù)字攝影測量處理系統(tǒng)進行高效的使用，該系統(tǒng)能夠將獲得的資料轉化為不同層次的成果，從而為工作人員在進行管道線路選擇以及設計等方面提供充分的資料依據(jù)，該系統(tǒng)與衛(wèi)星遙感技術相比較的話，具有許多的優(yōu)點，比如說分辨率高、細部表現(xiàn)明顯以及航測數(shù)據(jù)比例尺大等，對工作人員進行管道選線有著重要的促進作用[6]。

3 管道工程建設中對數(shù)字化技術的應用

在管道施工建設過程中有效的使用數(shù)字化技術，能夠在極大程度上彌補以往傳統(tǒng)管道施工方式存在的缺陷，我國在發(fā)展中建設的第一條數(shù)字化輸氣管道就是西氣東輸中的冀-寧聯(lián)絡線，這條管道路線的順利完成，為我國后面的數(shù)字化管道建設提供了寶貴的借鑒以及鼓勵，為我國日后的管道數(shù)字化建設提供了參考[7]。冀-寧管道工程在建設過程中，使用的數(shù)字化技術主要包括了以下幾種：地理信息系統(tǒng)技術、空間數(shù)據(jù)采集處理技術、虛擬現(xiàn)實技術、網(wǎng)絡應用技術、企業(yè)資源計劃、傳統(tǒng)的CAD 技術、大型數(shù)據(jù)庫技術以及項目管理技術等。在其建設過程中，相關工作人員以及施工單位還根據(jù)具體的施工狀況和不同階段的施工要求，使用了數(shù)字管理技術，從而建造了完善的管道數(shù)據(jù)庫，這樣就能夠為日后的工作提供寶貴的經(jīng)驗[8]。其中主要有以下三點：

(1)在管道施工的可行性研究階段，相關工作人員使用數(shù)字化技術對氣源以及目標進行確定，并在此基礎上建立相應的數(shù)據(jù)庫，這樣就能夠方便相關工作人員在日后的施工過程中對所有施工路線進行分析，并找出最后的施工路線，這樣對應下來的工程投資估算也會是最優(yōu)的，能夠保障管道施工的經(jīng)濟性[9]；(2)在管道施工的勘察設計階段，相關工作人員需要對不同的建設內容以及設備等進行設計，在這一階段需要工作人員使用高效率以及高精確度的空間數(shù)據(jù)采集技術，對一開始預定線路的空間數(shù)據(jù)進行收集以及分析，從而有效地建立線路帶狀基礎地理空間數(shù)據(jù)庫，相關工作人員可以利用這個數(shù)據(jù)庫對設計線路進行不斷的優(yōu)化以及改進，有效的完成對施工圖、工藝場站以及機械設備的設計，并在此基礎上建立完善的勘察設計資料管理系統(tǒng)；(3)工作人員在施工階段使用數(shù)字化技術，對所使用的合同、施工項目、征地以及采辦等活動內容的相關數(shù)據(jù)進行收集，并建立資料庫進行系統(tǒng)的管理，從而促進施工的高效性以及高質量[10]。

4 結語

通過上述內容我們能夠知道：在現(xiàn)階段的發(fā)展中管道工程施工中有效的使用數(shù)字化技術，能夠在極大程度上促進管道的安全性提升，在以往傳統(tǒng)的管道建設過程中存在著較多的缺陷，并不能保障管道施工的安全性以及質量，但是數(shù)字化技術的有效使用，大大的改變了這一局面，促進我國管道行業(yè)更加高效以及安全的發(fā)展，為我國經(jīng)濟發(fā)展以及社會進步打下堅實的基礎。