3S技术在数字化管道系统中的应用

孙银香，吴 锐，朱同辉

（1.中石化管道储运公司 信息化管理处，江苏 徐州221008；2.中石化管道储运公司 邹城输油处临邑输油站，山东 德州251500）

随着信息技术的迅速发展和广泛应用，数字信息化已成为油气储运管理的重要组成部分。数字化管道，也即信息化管道，其概念是随“数字地球（Digital Earth）”而产生，核心是最大限度地利用信息资源，采用数字化手段整体性地解决地球问题。

与数字地球相比，数字化管道更具专业性。具体来说，数字化管道是应用遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、数据采集与监视控制系统（SCADA）、数据收集系统（DCS），以及其他生产系统、计算机网络和多媒体技术、现代通信技术等高科技手段，对管道设计、施工、经营及管理等各种复杂过程的数字化、仿真模拟等信息集成的应用系统。数字化管道系统实现了管道运营的虚拟现实表达，在可视化的前提下为管理者提供决策支持和服务。

1 3S技术概述

地球空间信息技术（Spatial Information Technology）兴起于上世纪60年代，在国外被称为GeoInformatics，主要包括遥感（RS）、全球定位系统（GPS）及地理信息系统（GIS）等理论与技术，同时，结合计算机技术和通讯技术，实现空间信息数据的量测、采集、存储、管理、分析、展示、共享和应用等。3S技术是建立数字地球、信息高速公路所需的高新技术。数字地球的核心是地球空间信息科学，而地球空间信息科学的技术体系中最基础和基本的技术核心是3S技术及其集成。

2 3S技术在油气储运管理中的应用现状

RS技术是通过在卫星、飞机、航天飞机等遥感平台上，安装光学、红外、微波等传感器，远距离地对物体的电磁波辐射、反射特性的探测。这些信息以数字的方式记录下来，再通过微波技术传输到遥感地面接收站。传输数据经过处理之后制作成遥感磁记录产品或者影像，再提供给用户使用。遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。在未来的十年中，遥感技术将步入一个能快速及时提供多种对地观测数据的新阶段。在管线建设的勘察测量与设计阶段，利用遥感技术可获取地貌、地质特性、管沟开挖、回填数据等信息，形象直观地展现出管道的走向、深度以及周边环境因素，通过对施工线路长度、施工难度、征地情况及赔偿情况等因素的综合分析，进行必要的线路施工设计优化，以减少由设计不合理造成的施工困难及工作量，有效地把握施工进度，节约施工成本。航空遥感影像如图1所示。

图1 日仪线航空遥感影像

利用GPS系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速，还能够进行高精度的时间传递和精密定位，此外，GPS还具有良好的抗干扰和保密性能。在数字化管道系统中，利用GPS原理研发的管道巡线系统，能够实时地显示出巡线车辆与巡线员的精确位置，并能将巡线轨迹保存，必要的时候进行回放（见图2）。GPS的应用能够对执行任务的车辆与巡线员及时准确地定位、监控与考核，在发生打孔盗油时能够及时定位盗油点，就近调动巡线车辆，为管理人员提供决策支持。

GIS技术，是一门综合性学科，结合地理学与计算机科学与技术，通过系统的建立、软件操作与模型分析，对空间数据进行采集、编辑、管理、分析、模拟和展示的计算机系统。地理信息系统技术采用地理模型分析方法，根据需要提供多种动态的空间信息，广泛应用于个人、企事业单位中，为还原事实、预测结果及战略规划提供依据。在数字化管道系统中（见图3），GIS是RS和GPS的基础，GIS将管道数据的空间信息和属性信息结合在一起，用户也可通过鼠标操作来查询管线详细信息，例如横截面及穿跨越分析等，实现了管道信息的可视化和直观化，大大提高了管理人员的工作效率。在管线数据规范的条件下，基于GIS还可实现其他生产模块的直观化，提高生产效率，缩减生产成本，从而提高企业效益。

图2 巡线管理系统

图3 中石化某公司数字化管道系统

3 展 望

目前，管道完整性管理正逐步由基于应抢维修的管理方式向基于风险评价和预警的完整性维护方向转变。随着数字化管道的深入应用，未来管道完整性管理将把重心移到风险识别、高风险区分析、应急预案方案设计、完整性评价等方面，以更好地应对各种第三方对管道造成的破坏，进一步提高管道完整性管理水平，降低管道运行维护成本，使企业更好地实现管理模式的转变，提高管理效率和管理水平，进一步提高企业的效益。

4 结 语

数字化管道系统的建设与运营是对输油生产管理模式的更新换代，在管道的初期勘察设计、施工建设和运营管理等方面都彻底转变了传统的工作方式，提高了工作效率。目前，数字化管道在我国还处在发展初期，特别是在数据规范方面，在国内还没有形成统一标准，导致数字化管道形式各样，尤其是面对用户的更多需求而进行系统升级时，容易产生数据冗余。3S技术为数字化管道建设提供了有力支持，实现了管道全生命周期内各类数据的完整性管理，保障了资源的有效利用，为企业建设及经营奠定了科学的管理和有力支持，同时，也提升了油气管道生产信息化管理水平，实现了管理方式的根本性转变，为提高工作效率和管理水平提供保障。

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