鄧幫輝 張瑤 朱軍凱 胡亞軍 蘇松山 商龍

中國石油塔里木油田公司

摘  要：采用GPS和GIS技術(shù)相結合的方式開(kāi)發(fā)長(cháng)輸管道智能巡線(xiàn)系統，實(shí)現對管道巡護工作的有效管控。介紹了系統框架和主要功能，總結了系統創(chuàng )新點(diǎn)。系統的應用提高了管道隱患或事件的處置效率，提升了管道運行的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：油田；長(cháng)輸管道；智能巡線(xiàn)系統；功能應用

塔里木油田是西氣東輸的主氣源地之一，隨著(zhù)沿線(xiàn)地方經(jīng)濟的發(fā)展，油田長(cháng)輸管道所面臨的外部安全挑戰越來(lái)越大。為了克服傳統管道巡線(xiàn)模式的不足，基于油氣長(cháng)輸管網(wǎng)測繪及信息化處理成果，采用GPS（全球定位系統）移動(dòng)終端和GIS（地理信息系統）平臺相結合的方式，開(kāi)發(fā)了油田長(cháng)輸管道智能巡線(xiàn)系統，以期使管道巡檢工作更加精細化、規范化和智能化，保障油氣輸送安全。

1 系統設計

1.1 總體框架

智能巡線(xiàn)管理系統由數據源、數據采集、數據傳 輸、數據存儲、業(yè)務(wù)支撐等五部分組成（圖 1）。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

數據安全傳輸：為保障巡線(xiàn)數據實(shí)時(shí)安全傳輸，在移動(dòng)終端內嵌加密卡，數據加密后經(jīng)過(guò)移動(dòng)平臺進(jìn)行外網(wǎng)與石油內網(wǎng)的轉換，最終數據傳輸至內網(wǎng)數據庫服務(wù)器（圖 2）。

數據緩存：油田長(cháng)輸管道分布區域廣，部分地區沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )信號，移動(dòng)終端采用本地數據緩存機制，可根據當前網(wǎng)絡(luò )信號情況自動(dòng)啟動(dòng)上傳線(xiàn)程與服務(wù)器端進(jìn)行數據通信。

斷點(diǎn)續傳：一個(gè)大文件劃分為幾個(gè)部分，每個(gè)部分用一個(gè)線(xiàn)程上傳文件，如果碰到網(wǎng)絡(luò )故障，可繼續上傳下載未完成的部分，節省時(shí)間，提高速度。

數據位置糾偏：移動(dòng)終端通過(guò)衛星定位直接獲取位置信息，而PC端GIS地圖中的管道位置是通過(guò)偏移處理過(guò)的，其GPS位置數據與PC端GIS地圖結合時(shí)會(huì )產(chǎn)生偏差，系統用絕對位置進(jìn)行計算轉換可獲取相對位置，在與GIS結合后消除偏差。

2 系統主要功能

2.1 巡線(xiàn)計劃管理

計劃制定：巡線(xiàn)計劃分為日常巡線(xiàn)計劃和臨時(shí)巡線(xiàn)計劃。巡線(xiàn)管理人員根據工作安排制定每個(gè)巡線(xiàn)人員的巡線(xiàn)范圍、巡線(xiàn)采集的數據項等要求，通過(guò)系統PC端派發(fā)到巡線(xiàn)人員手持移動(dòng)終端。

計劃執行：巡線(xiàn)人員通過(guò)手持移動(dòng)終端接收任務(wù)計劃并開(kāi)展巡線(xiàn)工作。

任務(wù)周期設置：巡線(xiàn)任務(wù)一旦派發(fā)，不會(huì )輕易改變，系統提供巡線(xiàn)任務(wù)延續功能，不需要重新派發(fā)新的巡檢任務(wù)，減輕管理人員工作量，提高工作效率。

2.2 巡線(xiàn)軌跡記錄

手持移動(dòng)終端自動(dòng)實(shí)時(shí)獲取GPS定位數據并與系統保持實(shí)時(shí)通訊，管理人員能夠隨時(shí)查看所有巡線(xiàn)人員的實(shí)時(shí)位置。

巡線(xiàn)軌跡記錄：系統按天記錄巡線(xiàn)人員軌跡，也可以選擇某一時(shí)間段查看指定巡線(xiàn)人員的巡線(xiàn)軌跡，并自動(dòng)記錄巡線(xiàn)人員在線(xiàn)時(shí)間、行走距離、某一位置的停留時(shí)間。

軌跡評估：對一段巡線(xiàn)軌跡放大顯示，可顯示出巡線(xiàn)具體時(shí)間以及與管線(xiàn)的距離。

2.3 巡線(xiàn)問(wèn)題管理

問(wèn)題上報：巡線(xiàn)人員通過(guò)手持移動(dòng)終端以照片、文字等方式上報發(fā)現的異常問(wèn)題給系統。問(wèn)題所在的管線(xiàn)、地點(diǎn)均可自動(dòng)從GIS地圖中讀取。

問(wèn)題管理：管理人員在系統查看巡線(xiàn)人員上報的各種現場(chǎng)問(wèn)題，根據問(wèn)題類(lèi)型或事件緊急狀態(tài)確定處理方法和處理部門(mén)，并對問(wèn)題處理過(guò)程進(jìn)行跟蹤閉環(huán)管理。也可以對巡線(xiàn)人員誤報、錯報的問(wèn)題進(jìn)行修改或刪除。

問(wèn)題分析統計：系統對上報的問(wèn)題按管段、問(wèn)題類(lèi)型、區域分別統計在某時(shí)間段出現問(wèn)題的次數。

2.4 報表統計查詢(xún)

系統提供巡線(xiàn)日報的自動(dòng)生成和統計功能，包括當天巡線(xiàn)報表和管道運行報表、管道沿線(xiàn)閥室壓力溫度歷史數據統計分析、第三方施工查詢(xún)等。

2.5 巡線(xiàn)考核管理

系統每天定時(shí)對巡線(xiàn)人員當天的巡線(xiàn)工作成果與巡線(xiàn)任務(wù)自動(dòng)匹配、計算，生成每個(gè)巡線(xiàn)人員的績(jì)效考核成績(jì)。

巡線(xiàn)路徑比對：當天巡線(xiàn)軌跡與巡線(xiàn)路徑的比對，計算巡檢軌跡符合度。

巡線(xiàn)時(shí)效性分析：系統以有效位置在線(xiàn)時(shí)間與日常規定巡線(xiàn)時(shí)間計算差值進(jìn)行比對，差值越小越好。

數據完整性：管道、閥室和穿跨越等設施的檢查數據項與系統標準數據項進(jìn)行比對。

2.6 及時(shí)通信

系統能夠向所有巡線(xiàn)人員實(shí)現信息廣播，也可以針對某個(gè)移動(dòng)終端單獨發(fā)送消息，包括：特情、天氣預報、災害播報等。移動(dòng)終端也可以通過(guò)即時(shí)通信，向系統或者其他移動(dòng)終端發(fā)送各類(lèi)消息。

2.7 系統設置

訪(fǎng)問(wèn)權限：為加強數據信息等安全管理，為不同角色的用戶(hù)設置不同的系統訪(fǎng)問(wèn)權限。

通話(huà)設置：移動(dòng)終端只能撥打設置的電話(huà)，如生產(chǎn)電話(huà)、應急電話(huà)等，其他電話(huà)無(wú)法撥打。

應用更新：系統為手持終端推送APP更新服務(wù)，巡線(xiàn)人員根據自動(dòng)彈出的系統更新提示，點(diǎn)擊確認即可在線(xiàn)更新。

3 系統創(chuàng )新點(diǎn)

（1）靈活配置巡線(xiàn)任務(wù)。塔里木油田長(cháng)輸管線(xiàn)分布區域廣，部分管段處于無(wú)人區，中心基地與部分管線(xiàn)距離遠，一條管線(xiàn)分成幾條管段由不同班組進(jìn)行巡檢。因此將管線(xiàn)、管段、閥室、陰保樁等用生產(chǎn)實(shí)體表示，每個(gè)生產(chǎn)實(shí)體可靈活配置數據采集項和檢查項，與班組管理和巡線(xiàn)計劃結合，靈活指派各班組巡檢任務(wù)。

（2）提升巡線(xiàn)管理效率。管理人員在PC端可直觀(guān)查看當天各班組人員實(shí)時(shí)巡線(xiàn)位置、任務(wù)完成情況（合格數量、不合格數量、未完成任務(wù)、不合格原因）、問(wèn)題上報情況（問(wèn)題等級、所在位置、問(wèn)題描述和照片等），同時(shí)用不同的標記和顏色直觀(guān)展示任務(wù)完成情況和問(wèn)題上報情況，便于管理人員直接關(guān)注重點(diǎn)。

（3）實(shí)現重點(diǎn)區域關(guān)注。結合巡線(xiàn)上報問(wèn)題歷史數據，分類(lèi)統計問(wèn)題數據，并利用GIS技術(shù)查看各類(lèi)問(wèn)題的分布，利于管理人員針對重點(diǎn)區域制定解決方案。

（4）拓展管道相關(guān)數據。移動(dòng)終端提供了在線(xiàn)位置管道屬性數據瀏覽功能，所展示的長(cháng)輸管道是距離移動(dòng)終端最近的長(cháng)輸管道，展示當前位置1公里范圍內管道基本信息、高后果區數據、管道檢驗信息等內容。

（5）任務(wù)導航和提醒。利用移動(dòng)端GIS地圖，實(shí)現了巡線(xiàn)路徑、巡線(xiàn)軌跡和巡線(xiàn)任務(wù)完成情況在移動(dòng)終端綜合展示。同時(shí)利用當前位置信息，在接近巡線(xiàn)任務(wù)1公里時(shí)，移動(dòng)終端會(huì )自動(dòng)提醒巡線(xiàn)人員即將開(kāi)展的巡線(xiàn)任務(wù)。

4 系統應用

智能巡線(xiàn)管理系統于2017年10月正式上線(xiàn)運行，實(shí)現了對油田長(cháng)輸管道全線(xiàn)覆蓋，確保了管道巡護過(guò)程中不留盲點(diǎn)，提高了巡護工作的時(shí)效性。結合閉環(huán)管理機制對問(wèn)題進(jìn)行快速處理，最大限度減少管道事件發(fā)生，有效彌補了傳統巡線(xiàn)模式的不足，顯著(zhù)提高了管道運行的安全性和可靠性，提升了油田管理的信息化水平，為保障管道的安全平穩運行發(fā)揮了重要作用。

作者簡(jiǎn)介：鄧幫輝， 1990年生，重慶梁平人，助理工程師，主要從事管道和站場(chǎng)完整性管理工作。聯(lián)系方式： 0996-2176064/17797971761，dengbh-tlm@petrochina.com.cn。