管道完整性数据的几个关键问题研究

李谦益

陕西省天然气股份有限公司（陕西西安710016）

管道完整性数据的几个关键问题研究

李谦益

陕西省天然气股份有限公司（陕西西安710016）

准确与完整的数据是管道完整性管理的基石，数据管理贯穿于完整性管理循环的始终。由于长输管道距离长且时空跨度大，使管道数据呈现出纷繁复杂、数据量庞大的特点，如何科学地制定数据标准，合理地管理数据，使其发挥应有的作用，有效地进行风险识别和评估，是管道完整性管理得以顺利开展的关键因素。基于数据基准、数据质量和数据安全3个方面，全面分析了数据对管道完整性管理所产生的影响，提出了数据基准是根本、数据质量是关键、数据安全是保障的论点，以引起业界对底层数据给予更多的关注。

管道完整性数据；数据基准；数据质量；数据安全

管道从设计到施工和运营,将产生大量的数据，一条管道在管道建设期就会产生上千本资料，一个焊缝就会有上百条信息,在运营期每天都会产生上百个报表，同时管道周围的交通、人口、经济、气象和地质等因素，更是纷繁复杂[1]。面对如此庞大、种类繁多的管道数据,如何科学地管理，满足专业分析、维修维护等的需要，发挥其应有的作用，成为管道完整性管理的重要问题。完整与准确的数据是管道完整性管理的基石，所以数据方面的问题显得尤为突出。

根据资料及调研情况，当前管道完整性管理系统建设工作存在以下3种问题：采集各类基础数据，而不是进行测绘基准的建设；开发过多的软件功能，而将数据成果的质量置于脑后；过于注重数据的可视化表现而轻视了数据的准确性、可靠性和安全性。而在这3个方面中，任何一方面出现问题都会引起系统发生错误、崩溃或缩短其运行周期[2]。对数据基准、数据质量、数据安全在管道完整性管理中的作用进行具体分析。

1 数据基准

测绘基准在数据收集中发挥了举足轻重的作用，例如每个城市都有自己的基础控制点，而不同的基础控制点就构成了城市测绘基准，正是基于这样的测绘基准，城市才得以规划、建设和发展；同样，长输管道也应有自己的测绘基准，管道的设计、建设和运行等重要环节都离不开空间位置信息，基础控制点所构成的测绘基准决定了管道走向及其在线要素和离线要素的位置，所以长输管道也需要建立起自己的测绘基准。

管道企业对于设计资料、勘察资料、施工数据、竣工资料和生产运营数据等十分重视，并且斥巨资购买来国家地形图数据和卫星影像数据等。但在建立管道完整性管理系统时发现，设计资料属北京54坐标系，竣工资料又属西安80坐标系，外检测数据属国家大地2000坐标系，卫星影像数据属WGS84坐标系，资料的数学基准不一致，五花八门，数据无法整合到一起；即使在同一坐标系下的相同要素，而处在不同工序期间的坐标也套合不到一起，如同一转角桩，设计期的数学坐标就与建设期的数学坐标套合不到一起，存在较大的差异。这些资料不是基于同一个数学基准，设计期设计单位搞一套基础控制点，建设期施工单位又搞一套控制点，管道运营期管道企业又搞了一套控制点，不同期的数据基

于不同的数学基准，就产生了数据混乱的现象[3]。所以，在管道建设的最初期，即在设计初期，就需要测设基础控制点，建立一个准确、完整和标准的测绘基准，并在未来的管道规划、建设和运行中，严格贯彻和执行这一数学基准，设计方、施工方、供应方、监理方和管道企业所提交的位置信息就必需依赖这一测绘基准。

测绘基准是管道的规划、建设和维护管道完整性管理的根本。因此，管道企业应在进行管线规划和维护前建立企业自身的测绘框架。并应注意以下两个方面。

1.1 埋石

为了确定管道测绘框架的数学基础，应在管道沿线埋设一系列基础控制点，要求如下。

1）应以20~30km为平均基线边长，并均匀布设在长输管道沿线附近。

2）点位的选择应遵循以下原则：交通便利、使用方便、便于长期保存，如站场院内或阀室的内部。

3）为了能够准确确定事故多发点，应在容易遭到腐蚀或破坏的管道区域附近布设基础控制点。

1.2 坐标系

测绘基准涉及到以下4个常见的坐标系，分别为：1954北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系（简称CGCS2000）和WGS84坐标系[4]。其中，1954北京坐标系、1980西安坐标系和2000国家大地坐标系均为我国的法定坐标系。

建国以来，国家测绘地理信息局先后于20世纪50年代和80年代建设了基于参考椭球的国家大地坐标系统（参心坐标系）——1954北京坐标系和1980西安坐标系，测制了各种比例尺地形图，并应用于国民经济和社会发展的各个领域，提供了基础的测绘保障服务。

2008年经国务院批准，国家测绘地理信息局向社会公开发布2000国家大地坐标系，并于2008年7月1日正式在全国启用2000国家大地坐标系。2000大地坐标系是我国自主建立的地心坐标系，是经国务院批准使用的新一代国家大地坐标系，适应现代空间技术发展趋势，能够满足各领域业务工作需求。按照国务院要求，我国到2016年将基本完成1954北京坐标系和1980西安坐标系向2000国家大地坐标系的转换，2018年将全面完成转换，届时，将停止使用1954北京坐标系和1980西安坐标系。

所以，在管道行业推广和使用CGCS2000坐标系是义不容辞的责任和法定义务。2000国家大地坐标系将是我国唯一合法的国家坐标系，1985国家高程系统为国家法定高程基准。

2 数据质量

在我国的管道建设工程项目中，对于管道空间数据的采集和存储不够重视,有的管道建设工程项目就没有安排这项工作。根据作业规范，管道施工回填作业应与焊缝坐标测量一同进行，但是在早期的管道作业中忽略了焊缝坐标测量[5]。所以，完整性管理人员在判断管道的走向时只能以设计资料为依据，而设计资料在施工过程的变化及在竣工资料中的真实体现，带来的可信度较低，利用率不高。近些年，随着完整性管理的不断深入，也勉强采集了焊缝坐标，但是出于应付管道数据完整性的需要，明显对此项工作重视不够，采集工作的职责和界限也不够明确，没有测绘资质的施工方也参与到空间数据的采集工作当中，由于测绘方法使用不当及测绘精度无法达到要求，不能满足管道完整性数据采集的技术标准。

数据质量的基本指标包括数学精度、属性精度、时间精度、逻辑精度和数据完整性等。管道完整性管理工作还需要收集管道设施周边适当范围内的城镇居民情况、社会经济发展情况、紧急状态下的应急响应、地质地貌资料，以便于开展管道高后果区识别和完整性评价等工作。由于诸多条件的制约，收集资料的工作进行起来非常困难，且费用支出较大，而资金的限制往往会出现在实际的完整性管理系统建设当中。数据质量问题成为了当前管道完整性管理系统发展的瓶颈，总之，数据质量问题的案例不胜枚举，给计算机输入的是垃圾，计算机输出的也是垃圾。

软件仅依据特定算法对数据进行分析，解决不了数据本身的问题，也无法弥补数据的缺陷。在数据收集工作不成熟的情况下，数字管道工程也无法进行。所以，数据质量应该同软件功能得到同样足够的重视，完整与准确的数据是管道完整性管理的基石。

3 数据安全

网络通信系统的搭建是管道完整性管理系统建设中的一项重要工作。服务器是网络通信系统的核心设备，它负责储存和共享管道设计、建设及运营过程中产生的所有数据和信息。

长输管道是国家的能源生命线，依据《中华人民共和国保守国家秘密法及实施法》规定，国家将管道及其主要附属设施的坐标作为重要保密数据

进行保存，以保障国家能源安全。

为了保证国家的主权和领土安全，依据《国家基础地理信息数据保密办法》和《测绘管理工作国家秘密范围的规定》，地理数据应作为国家级保密资料进行保存。

随着互联网技术的不断发展和数字管道系统的广泛应用，黑客和电脑病毒无处不在，时刻威胁着管道及其主要附属设施位置坐标、服务器储存的数据信息和地理数据等国家级保密资料的安全。因此，每一个信息工作者应将如何在互联网世界中通过技术和管理手段来保护数据信息的储存和传输安全，作为首要问题来特别研究。

4 结束语

当前，长输管道产业的发展日新月异，随之而来的管道完整性管理工作任重道远。如何对管道完整性管理投资进行合理分配，如何使管道完整性管理系统融入企业生产管理，如何让管道完整性管理系统解决企业生产问题并进一步产生经济与社会效益，成为了摆在每个管道完整性管理者面前的应该重点思考的问题，而完整的数据管理是做好管道完整性管理的前提和保障。通过本文，希望信息工作者能够重新审视数据基准、数据质量和数据安全在管道完整性管理工作中的重要作用，对数据问题给予足够的重视，为发挥管道完整性管理的应有作用、推动国家经济发展做出贡献。

[1]刘阳燕,袁泉.“管道完整性管理”建设中关于数据中的核心问题[J].内江科技,2010，31(4)：121-122.

[2]姚伟.管道完整性管理现阶段的几点思考[J].油气储运, 2012,31(12):81-83.

[3]陈俊勇.改善和更新我国大地坐标系统的思考[J].测绘通报,1999(6):2-4.

[4]杜丽红,姚安林.数字化管道及其应用现状[J].油气储运, 2007,26(6):7-10.

[5]林君强.基于空间数据质量及其精度分析[J].福建广播电视大学学报,2007(1):75-77.

Accurate and complete data is the cornerstone of the pipeline integrity management,data management is always throughout the integrity management cycle.The large time and space span of long-distance transmission pipeline makes the pipeline data complex and massive,and to scientifically establish data standards and rationally manage data to make the data to play its role,effectively identi⁃fy and assess risk is the key factor to the pipeline integrity management.Based on data base,data quality and data security,the impact of data on pipeline integrity management is analyzed in this paper,and the argument that the data base is fundamental,the data quality is the key,the data security is the guarantee is put forward in order to cause the industry to more attention to the basic data.

pipeline integrity data;data base;data quality;data security

学敏

2016-07-15

李谦益（1969-），男，高级工程师，现主要从事天然气企业管理工作。