淺析數(shù)智化技術在油氣儲運行業(yè)的應用

一、數(shù)智化技術

黨的二十大報告指出：“教育、科技、人才是全面建設社會主義現(xiàn)代化國家的基礎性、戰(zhàn)略性支撐。\"隨著數(shù)智技術的迅猛發(fā)展，社會各界對數(shù)智化創(chuàng)新人才的需求日益增長。隨著時代的進步和技術的變革，云計算、5G通信技術、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等數(shù)字技術迎來了快速發(fā)展的黃金時期，這些技術也統(tǒng)稱為“數(shù)智技術”。“數(shù)智時代\"的特點是以大數(shù)據(jù)與人工智能為核心技術，是一個創(chuàng)新科技發(fā)展階段。它代表了基于這些先進技術的思想觀念、產(chǎn)品和服務的使用方式，這些構成了“數(shù)智\"的具體含義。

（一）大數(shù)據(jù)技術

從互聯(lián)網(wǎng)到云平臺，數(shù)據(jù)是信息世界的真正血液。在數(shù)據(jù)無處不在、無時不在產(chǎn)生的時代，人人都是數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者，也是使用者。地殼的運動是數(shù)據(jù)，油田的生產(chǎn)也是數(shù)據(jù)。在數(shù)字油田的建設過程中，大數(shù)據(jù)技術“扛起重任”，以全新的面貌支持老油田的發(fā)展。對石油與化工企業(yè)而言，通過深度運用控制系統(tǒng)及信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可以進一步挖掘尚未被發(fā)掘或未得到有效應用的數(shù)字資源，并在此基礎上不斷探索其潛在模式和發(fā)展方向，為公司的運營管理提供有力支持，推動質量和效益的提升，從而增強公司在市場競爭中的優(yōu)勢。

（二）云計算

云計算是一種利用網(wǎng)絡技術，在遠程數(shù)據(jù)中心將大量的計算機和服務器連接起來，形成一個云平臺。用戶可以通過電腦、手機等設備接入數(shù)據(jù)中心，體驗每秒10萬億次的計算能力。云計算是現(xiàn)代信息技術發(fā)展和服務模式創(chuàng)新的重要體現(xiàn)，帶來了強大的新興產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，同時也改變了石油行業(yè)的生產(chǎn)管理方式。在云計算模式下，石油專家可以利用云平臺搜索油田、遠程管理加油站，并了解地下油井的開采情況。

（三）物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設備，按照協(xié)議約定，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，它通過連通萬物形成了獨特的“身體”，并以數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)了人與物品及物品之間信息的交換和通信。因此，進人信息技術時代，智慧油田建設、油氣銷售網(wǎng)絡、煉化裝置的運行都離不開神奇的物聯(lián)網(wǎng)。

（四）區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈可以在廣泛和嚴謹兩種視角下確保安全性。從廣泛的角度來看，它是一項基于分布式的底層基礎設施及運算模式，旨在保障數(shù)據(jù)流通和訪問的安全性。從嚴謹?shù)慕嵌葋砜矗峭ㄟ^按時間序列排列的數(shù)據(jù)塊形成一種鏈接性的數(shù)據(jù)結構，并且利用加密手段防止被篡改或仿冒的去中心化記錄簿。區(qū)塊鏈技術能夠幫助使用者實現(xiàn)對非信賴方之間價值轉移的支持，這項技術的核心在于向所有參與者提供了分享、公開且可追蹤的能力。

（五）人工智能

人工智能是一種利用標準的計算機程序展示人類智慧的技術。其包括構建與人類相似甚至超凡的推理、知識儲備、規(guī)劃設計、學習、交流、感知、物體移動、使用工具以及操作機械等能力。如果把網(wǎng)絡比喻為生命體的血管，把大數(shù)據(jù)比喻為生命體的血液，把物聯(lián)網(wǎng)比作生命體的身體，那么人工智能就可以比喻為現(xiàn)代信息技術的大腦。人工智能賦予石油工業(yè)以思維和智慧，讓智慧油田、智慧煉化、智慧加油等都成為現(xiàn)實。

（六）5G通信技術

第五代移動通信技術（下文簡稱5G）是最新一代蜂窩移動通信技術。5G的性能目標是高數(shù)據(jù)速率、低延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設備連接。作為推動數(shù)字化經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎設施，5G的關鍵在于其獨特性質。其中一項顯著特點是具有超快的信息傳遞能力和高達十到一百四十四兆比特每秒的信息處理效率，并且可以實現(xiàn)一千至兩千萬字節(jié)級的瞬間讀取效果。這種高速度要求有更高水平的大規(guī)模存儲和大容量的運算力來支持各種服務及其相關軟件，避免因過大的負載壓力導致崩潰。

（七）虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術

基于計算技術的虛擬現(xiàn)實科技融合了多個領域的技能，如計算機科學、傳感器學、圖形處理、通信控制、多媒體藝術及人工智能等。該技術向用戶提供了視、聽、觸等多方面的感受，使他們仿佛置身其中。同樣地，名為混合現(xiàn)實的技術（即增強現(xiàn)實）隨著計算機能力的提升應運而生，這是一種結合人造與真實的虛擬信息的新型科技。借助這種方式，人類可以將虛構的信息融入實際環(huán)境中，并與實景相結合，從而創(chuàng)造出更為豐富且具有深度的信息體驗。

一直以來，油氣產(chǎn)業(yè)都在尋求利用數(shù)字孿生的強大功能來解決各種問題，以期進一步推動智能石油的發(fā)展。借助上述技術，可以創(chuàng)建出一個與真實物體完全匹配的虛擬模型，以提升產(chǎn)值和品質、增強設備穩(wěn)定性和運行效果、提高管理效益、實現(xiàn)精準化決策，最終達到降低成本、提高收益率的目標，同時保障持續(xù)穩(wěn)定的經(jīng)營發(fā)展。

二、油氣儲運行業(yè)數(shù)智化應用分析

數(shù)智化轉型為能源行業(yè)帶來了包括地質、工程、儲運、煉油、化工在內(nèi)的諸多領域的機遇。其中，“油氣儲運”這一環(huán)節(jié)在整個石油產(chǎn)業(yè)中具有舉足輕重的地位，其\"上下銜接”的功能顯而易見。隨著時代的進步和科技的發(fā)展，從自動化到智能化的轉變已成為一種趨勢，這也是國家的重大戰(zhàn)略規(guī)劃之一。

（一）油氣集輸領域

在智慧油田的建設中，物聯(lián)網(wǎng)是先鋒力量。實現(xiàn)智慧油田的首要任務是減少現(xiàn)場數(shù)據(jù)的人工錄入，這主要依靠物聯(lián)網(wǎng)技術。通過傳感設備，將油田涵蓋的油藏、井、小型站庫、大型處理站等各類需要的現(xiàn)場數(shù)據(jù)實現(xiàn)自動感知并實時采集，然后通過各類適宜的網(wǎng)絡接人，將實時數(shù)據(jù)傳遞到油田的監(jiān)控中心服務器內(nèi)，以發(fā)揮它們被了解、分析、研究等各項用途，充分釋放原始信息的利用和加工價值。

通過物聯(lián)網(wǎng)實時采集油田集輸各站現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，如溫度、壓力和振動等，并應用專業(yè)模型對設備的健康狀況和可靠性進行監(jiān)測和故障診斷，確保設備正常運行，有問題及時預警、快速診治?；诂F(xiàn)場無線網(wǎng)絡，通過應用智能巡檢終端、人員定位終端、作業(yè)終端和智能攝像頭等智能化設備，為基層員工賦能，提高他們站內(nèi)巡檢、施工作業(yè)等操作的工作效率和協(xié)同工作能力，并加強個人安全保障。

（二）長輸管道領域

在油氣長輸管道運行的各個環(huán)節(jié)引入大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，大數(shù)據(jù)技術成為采集、管理、分析和呈現(xiàn)油氣管道相關海量數(shù)據(jù)的有力工具，可有效規(guī)避傳統(tǒng)方法中的潛在風險。在長輸管道泄漏仿真系統(tǒng)的研究方面，我國已取得顯著成果。通過利用無人機巡查、AI技術等手段以及數(shù)字化分析，能夠迅速發(fā)現(xiàn)管道運輸過程中可能遇到的問題。

無人機管道巡檢是人工智能的有效實踐之一，能夠在深山老林、江河湖泊之間輕松完成巡檢作業(yè)。在高溫、下雨天等人工巡檢存在危險且耗費體力的情況下，無人機巡檢更加高效和安全。無人機在待檢查的管道上空飛行，捕獲管道的詳細影像并實時傳輸?shù)降孛?。它們在石油管線上飛行，將管線狀況轉化為高清圖像，然后導入專用軟件，創(chuàng)建出完整的管線航測圖。夜晚可以搭載紅外熱像儀執(zhí)行巡檢任務。無人機巡線主要實現(xiàn)規(guī)劃任務、結果分析、圖像數(shù)據(jù)管理、信息查詢、結果展示等功能，通過多項技術融合分析得出需要的場景和結果。通過空中巡視，工作人員可以清楚地進行直觀判斷，確保輸送安全。

管道光纖監(jiān)測是近些年發(fā)展起來的智能化監(jiān)測手段。沿著管道敷設無線傳感器，可以感知管道禁區(qū)內(nèi)的聲音頻率、表層壓力、周邊溫度的波動變化，從而識別出有無闖入、挖掘、破壞、滑坡和泄漏等情況。當管道穿越大河、長橋洞時，智能機器人擔負著巡線的任務。它們安裝了軸向 360^° 旋轉攝像頭，遠程操作到達現(xiàn)場可以清晰地看到管道的環(huán)境和外貌形狀。人工智能帶來了巡線工人操作方式的巨變，為輸油氣管道的安全運行提供了保障，極大地提高了管線運行維護人員的生活質量和人身安全，提高了工作效率。

（三）油氣儲存領域

智能石油儲備設施構建能夠對員工實行一體化管控，有效推動“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) + 安全保障\"策略的實施。利用數(shù)維圖的三維數(shù)字化模擬智慧石油儲藏中心，可以全面展示出所有石油儲存區(qū)域的三維圖像，有助于工作人員快速理解和掌握生產(chǎn)區(qū)的情況，并為生產(chǎn)調(diào)度、機械維修及運營保護等任務提供有力的支持。借助數(shù)維圖的智能化石油存儲中心3D可視化系統(tǒng)，運用大數(shù)據(jù)分析技術，我國實現(xiàn)了對石油儲藏中心發(fā)放石油的安全性、生產(chǎn)過程、機器設備等多種類型的數(shù)據(jù)的在線處理，創(chuàng)建了石油儲藏中心的一體化數(shù)據(jù)管理和決策制定機制，以視覺化、直觀和透明的方式滿足各種角色的使用需要。

（四）油氣銷售領域

“智能油站的管理模式\"是一種新型油站，實際上是為車主提供全方位服務的綜合站點。它利用網(wǎng)絡科技、云端運算和大數(shù)據(jù)分析來整合各種資源，實現(xiàn)了“加油站 + 互聯(lián)網(wǎng) + N\"的多項一體化服務，旨在構建一個人為本、車輛為中心的生活環(huán)境。通過云技術平臺的支撐，打通了加油站底層數(shù)據(jù)鏈，整合了加油站各渠道會員信息，打造了貫通油品、非油品、第三方合作業(yè)務的統(tǒng)一全會員體系，實現(xiàn)“一卡在手，全國加油”。智能加油機引入了移動支付功能，并新增了人臉識別、車牌自動識別和刷臉支付等功能。在云計算、大數(shù)據(jù)等技術支撐下，加油站也開展了各類電商的營銷實踐，建立了會員識別、精準營銷推送等功能。智慧加油站以客戶為中心，更加關注客戶體驗。在云計算的強大算力和統(tǒng)一底層平臺支撐下，加油站的服務從加油服務向用車服務、生活服務延伸。未來，加油站除了提供基礎服務外，還將基于加油站云管理平臺建立以車主為核心的“人·車·生活\"生態(tài)圈。通過加油站連接各類車主需求，對接各類第三方服務商和車主客戶，提供購車租車、保養(yǎng)維修、代駕、娛樂休閑和文化旅游等服務。這將成為有車一族線上線下加油站的新動力、新選擇。

（五）城市燃氣領域

隨著信息技術的發(fā)展，尤其是5G技術引領的物聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛進步，燃氣表經(jīng)歷了從IC卡燃氣表向物聯(lián)網(wǎng)燃氣表的更新?lián)Q代。物聯(lián)網(wǎng)燃氣表具備免人工抄表、遠程數(shù)據(jù)采集和控制、實時監(jiān)測和預警等多重功能。它擁有五大優(yōu)勢：一是實時性。該系統(tǒng)能夠實時執(zhí)行自動抄表、燃氣收費以及報告生成等任務，有效減少了燃氣公司的運營成本，并提升了企業(yè)的智能化管理水平。二是便捷性。用戶可以隨時在網(wǎng)上購氣，解決了到固定售氣點購氣繳費不便的問題；同時，用戶還可以隨時隨地查詢?nèi)細赓~單信息，極大提升了用戶滿意度和幸福感。三是靈活性。燃氣企業(yè)可以根據(jù)實際需求調(diào)整階梯價格，引導用戶科學用氣。四是安全性。物聯(lián)網(wǎng)燃氣表能夠與燃氣泄漏報警器協(xié)同工作，一旦檢測到泄漏，警告信息會立即傳遞給燃氣服務中心，確保及時處理。五是智慧性。系統(tǒng)可以根據(jù)各種篩選標準（如地理位置、時間段和用氣類型等）獲取相應的用氣信息，利用大數(shù)據(jù)分析技術，有效提升燃氣公司的服務水平，并進行供需差異控制。

三、結語

意識決定行為，行為決定結果。目前，智慧油田建設已在國內(nèi)外廣泛實踐，并取得了顯著成果。智慧化管理正在向石油和天然氣儲存、煉油化工等行業(yè)擴展。云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字化技術的應用，提高了能源行業(yè)在節(jié)能減排、多元化互補以及集成優(yōu)化等領域的執(zhí)行效率。面對能源行業(yè)數(shù)智化轉型的新時代，職業(yè)院校油氣儲運專業(yè)應與時俱進，加快課程理念、內(nèi)容、教學方法的更新，積極進行數(shù)智化課程的教學改革，以適應新時代的潮流和需求。

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