基于管道完整性管理的數(shù)據(jù)恢復(fù)與安全巡護管理研究與應(yīng)用

馬效允 毛愛芹 趙淑媛

摘要：隨著社會的不斷發(fā)展和時代的改革，我國管道建設(shè)工作與以往有了極大的不同。在信息技術(shù)飛速發(fā)展的前提下，對以往老舊管道的空間及屬性的數(shù)據(jù)可以通過管道完整性進行數(shù)據(jù)恢復(fù)，管道安全巡護管理由以往的人工巡護轉(zhuǎn)向智能巡護，但是，由于基于管道完整性數(shù)據(jù)恢復(fù)的技術(shù)以及管道安全巡護在管道建設(shè)工作中的應(yīng)用還處于發(fā)展階段，因此，在實際建設(shè)過程中暴露出來了許多問題。本文將詳細講述基于管道完整性數(shù)據(jù)恢復(fù)及安全巡護的含義，并針對延安天然氣管道有限公司的管道建設(shè)現(xiàn)狀闡述其實施方案。

關(guān)鍵詞：管道完整性;長輸管道建設(shè);數(shù)據(jù)恢復(fù);管道安全巡護管理

0引言

目前多數(shù)省級管網(wǎng)公司的已建管道、在建管道，均沒有做數(shù)字管道建設(shè)，對于管道中心線、本體及附屬設(shè)施的數(shù)據(jù)沒有進行采集，管道空間數(shù)據(jù)缺失，現(xiàn)有竣工資料中的屬性信息無法進行定位。管道數(shù)據(jù)恢復(fù)可利用RTK及管道探測技術(shù)將管道的空間位置信息采集，根據(jù)管道探測間距里程及竣工資料屬性信息將竣工資料與管道探測進行融合與對齊，形成一套基于竣工資料屬性和管道探測數(shù)據(jù)里程的綜合數(shù)據(jù)庫，可恢復(fù)出竣工資料中焊縫等數(shù)據(jù)的三維坐標，相當(dāng)于建立了一套企業(yè)管道完整性數(shù)據(jù)資產(chǎn)庫，可應(yīng)用于應(yīng)急搶險精準定位、維修維護數(shù)據(jù)精準定位、高后果區(qū)管理、風(fēng)險評價、完整性評價等，為管道安全平穩(wěn)運行保駕護航。

1.基于管道完整性數(shù)據(jù)恢復(fù)及安全巡護實施方案

1.1構(gòu)建基于管道完整性管理的數(shù)據(jù)資產(chǎn)庫

實現(xiàn)多版本、多批次、多渠道各類管道本體、附屬設(shè)施、專題要素的恢復(fù)及整合，構(gòu)建企業(yè)基于管道完整性管理的數(shù)據(jù)資產(chǎn)庫。通過對竣工資料獲取管道焊縫的屬性信息，將焊縫的施工記錄、組對記錄、防腐補口記錄、外觀檢查記錄等和焊縫關(guān)聯(lián)的信息電子化，并提取其關(guān)鍵要素，結(jié)合APDM數(shù)據(jù)模型進行數(shù)據(jù)入庫和關(guān)聯(lián)查詢，利用RTK技術(shù)及管道探測技術(shù)，恢復(fù)管道中心線、彎頭、穿跨越、樁點等空間位置信息，將焊縫的位置信息進行拉伸計算，恢復(fù)焊縫的坐標數(shù)據(jù)，結(jié)合電子化的結(jié)果，可以關(guān)聯(lián)查詢每道焊縫在建設(shè)期中的焊接人，焊接電流、電壓、焊接速度等基本信息，將信息入庫，形成管道完整性管理的數(shù)據(jù)資產(chǎn)庫。

1.2管道環(huán)焊縫無損檢測底片數(shù)字化

數(shù)字化膠片占用空間小，易于獲取、易于查閱、易于共享、易于長期保存且不易損毀，相當(dāng)于實現(xiàn)了膠片的全壽命管理，可作為管道安全管理的一項基礎(chǔ)資料。利用國際先進的焊片掃描儀將大批量的焊片進行電子化掃描，掃描后提取焊縫對應(yīng)的底片號、檢測日期、報告編號、檔案編號、評定級別、缺陷類型及數(shù)量、返修次數(shù)、焊縫底片路徑、檢測單位等信息。為焊口的屬性關(guān)聯(lián)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.3開發(fā)web管理系統(tǒng)和巡檢APP

主要功能包括綜合查詢、人員考核、任務(wù)管理、三超管理、隱患管理、檔案管理等6功能模塊，采用考核巡線工關(guān)鍵點到位情況的方式，全面掌握管線周邊的實時動態(tài)，從而保證了管網(wǎng)的正常運行。

巡檢業(yè)務(wù)功能主要包括巡檢查詢、隱患管理、統(tǒng)計報表、檔案管理等四個模塊，主要是以地理信息技術(shù)為背景，利用GPS、GPRS等技術(shù)，實現(xiàn)人員定位、數(shù)據(jù)采集、區(qū)塊質(zhì)量管理、巡檢APP應(yīng)用等功能，有效提高了管道巡檢工作的質(zhì)量管理、人員管理、安全管理。

地圖展示部分主要以背景地圖與管線地圖相結(jié)合，背景地圖是接入國家公用資源天地圖作為背景地圖，管線地圖是根據(jù)天然氣公司提供的WGS84經(jīng)緯度坐標進行數(shù)據(jù)制作、入庫、展示等工作。

2.基于管道完整性數(shù)據(jù)恢復(fù)及安全巡護管理采用技術(shù)

RTK技術(shù)：（Real-time kinematic，實時動態(tài)）載波相位差分技術(shù)。采用載波相位動態(tài)實時差分方法，是GPS應(yīng)用的重大里程碑，為管道坐標的采集極大地提高了作業(yè)效率。

管道探測技術(shù)：接收機內(nèi)置感應(yīng)線圈，接收管道的磁場信號，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而計算管道的走向和路徑。現(xiàn)在更先進的儀器一般都帶有峰值箭頭模式以及羅盤導(dǎo)向。能方便快捷的找到管道的位置，探測管道的埋深。

數(shù)據(jù)對齊技術(shù)：根據(jù)管道探測里程及竣工資料屬性信息將竣工資料與管道探測進行融合與對齊，形成一套基于竣工資料屬性與基于管道探測數(shù)據(jù)里程的綜合數(shù)據(jù)庫，可恢復(fù)出竣工資料的焊縫等數(shù)據(jù)的三維坐標。

電子檢索技術(shù)：運用電子計算機和大規(guī)模集成電路為主要技術(shù)，并結(jié)合現(xiàn)代化通訊技術(shù)而成的一種技術(shù)。由于計算機具有電子化、數(shù)據(jù)化等性能，因而電子資料在儲存檢索、傳輸資料等方面，具有很大的優(yōu)越性。

GPS巡檢系統(tǒng)實現(xiàn)了基于關(guān)鍵點的績效考核模式：采用考核巡線工關(guān)鍵點到位情況，通過下任務(wù)、任務(wù)完成率的方式，更快更好更準的監(jiān)控巡線工巡檢，從而保證了管網(wǎng)的正常運行;基于APP的數(shù)據(jù)采集模式：通過APP實時采集巡檢位置和隱患信息;基于移動GIS的數(shù)據(jù)交互模式。通過移動GIS展示關(guān)鍵點的地理位置，指引巡線工快速到達巡檢位置。

3.技術(shù)路線可行性分析

基于管道完整性數(shù)據(jù)資產(chǎn)庫構(gòu)建，是以現(xiàn)有管道相關(guān)要素為基礎(chǔ)，采用地理信息技術(shù)、RTK技術(shù)、管道探測技術(shù)、數(shù)據(jù)對齊技術(shù)及電子檢索技術(shù)相融合的方式開展相關(guān)數(shù)據(jù)的恢復(fù)及整合，最終構(gòu)建企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)庫。

GPS巡檢系統(tǒng)以地形圖和影像數(shù)據(jù)為背景，建立起基于全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和無線傳輸系統(tǒng)（GPRS）技術(shù)的“智能巡檢系統(tǒng)”，實時掌握巡檢人員的行蹤和巡線人員現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的隱患，從而實現(xiàn)對巡檢人員的遠程管理，實現(xiàn)管道隱患數(shù)據(jù)的實施采集傳輸，并進行各類查詢、統(tǒng)計、分析，為管道的安全運行提供保障。

4.結(jié)束語

開展企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)庫建設(shè)，實現(xiàn)管道“數(shù)字孿生體”的構(gòu)建，以數(shù)據(jù)驅(qū)動生產(chǎn)管理，使管道數(shù)據(jù)由零散分布向統(tǒng)一共享轉(zhuǎn)變、風(fēng)險管控模式由被動向主動轉(zhuǎn)變、運行管理由人為主導(dǎo)向系統(tǒng)智能轉(zhuǎn)變。

GPS巡檢系統(tǒng)可提高巡檢管理水平，降低管道安全風(fēng)險。實時掌握巡檢人員的行蹤并將巡線的動態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，通過系統(tǒng)可視化查詢分析，實現(xiàn)對巡線人員的遠程管理，達到對管道設(shè)施運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，實現(xiàn)巡檢工作的科學(xué)化、規(guī)范化管理，保證管網(wǎng)安全運行。

【參考文獻】

[1]李和慶，王永，陳玥等.基于數(shù)字化技術(shù)提高油氣管道站場建筑設(shè)計質(zhì)量[J].油氣田地面工程，2016，35（2）：73-75.

[2]李海潤.智慧管道技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].天然氣與石油，2018，36（2）：129-132.

[3]李鶴林.油氣管道運行安全與完整性管理[J].石油科技論壇，2017（2）.

[4]方立峰.大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)字化管道技術(shù)探討[J].科技風(fēng)，2017，（6）：123.