魏宇

西南管道貴陽(yáng)輸油氣分公司

摘要：針對山區管道地質(zhì)災害頻發(fā)的現狀，緊密結合地災防治工作實(shí)際需要，研發(fā)管道沿線(xiàn)地質(zhì)災害管理信息系統，通過(guò)數據整合、在線(xiàn)更新、可視化展示及智能分析決策等實(shí)現管道沿線(xiàn)地質(zhì)災害的全周期管理，并為管道數字化孿生體建設奠定基礎。

關(guān)鍵詞：山區管道；地質(zhì)災害；管理信息系統；數據收集；可視化

西南管道貴陽(yáng)輸油氣分公司在總結提煉管道地質(zhì)災害管理經(jīng)驗的基礎上，研發(fā)山區管道地質(zhì)災害管理信息系統，以在線(xiàn)遙感影像和服務(wù)為基礎，通過(guò)應用坐標算法轉換實(shí)現GIS空間數據（管道路由、站場(chǎng)閥室、風(fēng)險區及地質(zhì)災害點(diǎn)等）及常規數據的脫密可視化展示，并提供常規的地圖操作功能，能夠靈活瀏覽及更新地質(zhì)災害及防治相關(guān)數據。同時(shí)，通過(guò)多方數據整合，實(shí)現智能統計分析，后期可結合管道數字孿生體建設，實(shí)現管道地質(zhì)災害防控的智能分析決策。

1  必要性

1.1  特殊的地質(zhì)條件

貴陽(yáng)輸油氣分公司所處貴州境內山脈眾多，重巒疊嶂，綿延縱橫，山高谷深[1]。運營(yíng)管道沿線(xiàn)地形起伏大，所轄管道90%以上在山區，管道最大相對高差約1100 m，最大坡度達到79.8°，地質(zhì)環(huán)境異常復雜。同時(shí)，貴州屬于亞熱帶高原季風(fēng)氣候，常年雨量充沛，具有降水集中、強度大、降水時(shí)間分布不均勻、局部小氣候明顯的特征，汛期暴雨、大暴雨等極端天氣多發(fā)，滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷[2]、水毀等地質(zhì)災害時(shí)有發(fā)生，地質(zhì)災害防控壓力巨大。

1.2  迫切的管理需求

長(cháng)輸油氣管道可靠性設計、風(fēng)險分析及安全評估大多應用概率論與數理統計方法來(lái)分析判斷事故發(fā)生的可能性[3]，需要大量的數據及樣本分析。公司每年投入大量資金及人力用于汛前地質(zhì)災害專(zhuān)業(yè)排查、地質(zhì)專(zhuān)家駐站、日常排查、地質(zhì)災害監測、工程治理、汛后地質(zhì)風(fēng)險點(diǎn)復核、水工項目效果評估、汛后排查等項工作，形成的信息數據往往分散保存，存儲方式落后，存在更新不及時(shí)、展示不直觀(guān)、統計不方便等問(wèn)題，影響深入分析研究。

2  管理目標

以綜合應用為導向，以動(dòng)態(tài)更新為支撐，實(shí)現管道沿線(xiàn)地質(zhì)災害及防治相關(guān)數據的深度共享與應用服務(wù)，實(shí)現未來(lái)新增業(yè)務(wù)系統的構建和接入，規范生產(chǎn)業(yè)務(wù)、提升管道沿線(xiàn)數據價(jià)值、節約管理成本�，F階段重點(diǎn)是充分收集、整合現有地質(zhì)災害及防治相關(guān)數據，結合地理學(xué)、測繪遙感學(xué)、空間科學(xué)、通信科學(xué)等實(shí)現可視化展示，并運用計算機科學(xué)、管理學(xué)，實(shí)現定制化智能統計和分析。

2.1  數據收集及更新

收集基礎信息數據包括：點(diǎn)狀分布的地質(zhì)災害及其類(lèi)型、分布、風(fēng)險等級、危害程度等基本信息，段狀劃分的地質(zhì)災害風(fēng)險段、地質(zhì)災害易發(fā)區，段狀分布的特殊敷設段。補充高后果區、焊縫排查、管段附屬設施等基礎數據。

后續更新數據包括：新增地災點(diǎn)、地災點(diǎn)變化情況及工程治理情況、地災點(diǎn)銷(xiāo)項等。駐站地質(zhì)專(zhuān)家可作為技術(shù)支持，負責指導并審核相關(guān)數據更新及上傳。

2.2  可視化展示

以在線(xiàn)地圖和影像服務(wù)為基礎，通過(guò)應用坐標算法轉換實(shí)現GIS空間數據及常規數據的脫密可視化展示，并提供常規的地圖操作功能。利用圖層控制及多樣的圖例實(shí)現地災點(diǎn)、風(fēng)險段、易發(fā)區、典型地質(zhì)段、高后果區、隧道河流、站場(chǎng)閥室等數據在影像圖、市政圖、地形圖多種底圖上的綜合展示及查詢(xún)。通過(guò)無(wú)人機航拍實(shí)現單一地災點(diǎn)的全景展示，清晰掌握地地質(zhì)災害的發(fā)育、規模、周邊依托、道路交通情況等。

2.3  智能分析和決策

以地理、地質(zhì)數據為基礎，結合管道本體和高后果區數據，實(shí)現空間查詢(xún)和分析，以及快速、準確進(jìn)行空間定位和疊加分析。根據實(shí)時(shí)更新的隱患信息，輔助地質(zhì)災害風(fēng)險預判，指導地質(zhì)災害防治決策。后期可根據不斷完善的標準化數據，進(jìn)行大數據分析、處理，實(shí)現管道地質(zhì)災害智能風(fēng)險評價(jià)與應急處置方案相匹配等功能。

3  功能展示

3.1  二維地圖漫游

在二維遙感影像地圖（圖 1）、地形圖（圖 2）、交通位置圖等視圖背景下對數據進(jìn)行查詢(xún)和分析，同時(shí)可支持地質(zhì)災害數據、高后果區數據或在線(xiàn)監測數據等接入其他系統。實(shí)現包括管道沿線(xiàn)高清影像地圖顯示、地圖縮放、漫游等常用功能，可以對地圖窗口進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)級縮放，對數據進(jìn)行分類(lèi)、分組展示。

圖 1 遙感影像視圖背景界面

圖 2 地形圖視圖背景界面

3.2  數據上傳查詢(xún)

提供數據上傳下載標準模板，完成數據入庫和發(fā)布、瀏覽查看、數據下載等功能，實(shí)現數據精準及時(shí)更新，保證管線(xiàn)相關(guān)空間數據和屬性數據的時(shí)效性。涵蓋災害點(diǎn)、風(fēng)險分段、易發(fā)分區、測試樁、站場(chǎng)閥室、隧道、河流穿越、銷(xiāo)號點(diǎn)、特殊敷設段、高后果區等圖層。設置不同圖例，可以在影像圖、市政圖、地形圖三種底圖上綜合顯示和查詢(xún)（圖 3）。通過(guò)點(diǎn)擊任一數據元素，可顯示該數據相關(guān)信息，如點(diǎn)擊地災點(diǎn)則會(huì )顯示其編號、管道名稱(chēng)、里程樁號、管理站場(chǎng)、地理位置、治理規劃分期、災害類(lèi)型、經(jīng)緯度、巡線(xiàn)工姓名、巡檢重點(diǎn)、災害點(diǎn)描述、現場(chǎng)圖片、風(fēng)險等級等內容。

圖 3 數據綜合查詢(xún)及展示界面

3.3  全景展示

單一地質(zhì)災害點(diǎn)的全景展示可清晰明了該地災點(diǎn)的類(lèi)型、規模、周邊依托、道路交通情況等，涵蓋管道走向、地災范圍、細節標注。通過(guò)點(diǎn)擊全景圖中的道路開(kāi)裂、道路垮塌、房屋裂縫等細節標注，可查看具體的細節信息和現場(chǎng)照片（圖 4）。

圖 4 全景影像展示界面

3.4  數據更新

日常排查、地質(zhì)災害監測、工程治理、汛后地質(zhì)風(fēng)險點(diǎn)復核、水工項目效果評估、汛后排查工作所獲得的地災點(diǎn)變化可通過(guò)此功能導入，實(shí)現地災點(diǎn)數據更新及銷(xiāo)項。涵蓋基本信息、災害特征描述、危害方式及程度、風(fēng)險消減措施、現場(chǎng)調查照片等數據的更新（圖 5）。

圖 5 數據更新界面

3.5  統計分析

現階段可對地質(zhì)災害入庫數據進(jìn)行智能統計分析，涵蓋地災類(lèi)型、風(fēng)險等級、特殊敷設段、銷(xiāo)號點(diǎn)、易發(fā)分區、巡檢更新等統計分析（圖 6）。

圖 6 數據統計分析界面

4  結論

山區管道地質(zhì)災害管理信息系統自投入運行以來(lái)，在數據上傳、查詢(xún)、展示、更新、統計分析等多個(gè)運用場(chǎng)景取得了顯著(zhù)效果，有效提升了管道地質(zhì)災害管理水平。該系統目前仍然有不斷優(yōu)化完善的空間，可進(jìn)一步將水工治理、應急響應、焊口排查等基礎數據錄入，以此加強對管道地質(zhì)災害的綜合分析和管理，同時(shí)與目前已投用的地災監測系統、高后果區視頻監控系統、氣象預警系統、聲光預警系統等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，數據共享，實(shí)現管道地質(zhì)災害智能風(fēng)險評價(jià)與應急處置方案相匹配等功能，最終實(shí)現管道沿線(xiàn)地質(zhì)災害的全周期管理。

參考文獻：

[1]貴州省水利廳水土保持監測站.做好水土保持，促進(jìn)貴州生態(tài)文明建設[J].人民珠江，2016，037(003)：99-100.

[2]楊森林，陳革平，裴永煒.貴州地質(zhì)災害發(fā)育分區[J]. 貴州地質(zhì)，2011， 28(2)：5.

[3]張艷梅，黃鋒，鐘靜，等.貴州主汛期極端降水事件及其環(huán)流特征分析[C].中國氣象學(xué)會(huì )年會(huì ).2010.

作者簡(jiǎn)介：魏宇，1993年生，工學(xué)碩士，助理工程師，主要從事管道地質(zhì)災害防治相關(guān)工作。聯(lián)系方式：13385116592，weiyu@pipechina.com.cn。