中国石化智能化管线管理的应用实践

张 涌

（中国石油化工集团公司能源管理与环境保护部，北京 100728）

中国石化拥有长输、厂际管线3.4万多千米，具有点多、线长、面广的特点，绵延数千千米，翻山越岭，沿途环境复杂，频繁穿越城市人口密集区、河流、公路、铁路，安全风险管控难度大，一旦发生事故，极易造成重大人员伤亡，污染水源和自然环境，产生较大的社会负面影响[1]。黄岛“11·22”事故暴露了企业无法准确掌握管道/站库本体的腐蚀、泄漏情况；隐患排查治理不彻底，发现隐患缺少科学处理；对管道周边的高后果区、占压、土壤、市政管网的交叉/交互、焊缝等相关信息对管道带来的风险没有科学的评估，造成风险研判失误；现场应急处置措施不当；对管道/站库的健康情况没有科学的预警机制等问题。这些问题亟需采用先进的技术和管理手段加以解决，因此建设智能化管线管理系统，就是要解决这些问题，即是管道业务形式所需，亦是中国石化责任使命所在。

项目启动初期，为保证系统建设技术先进、可靠，项目组先后与埃森哲、Oracle、挪威船级社等10多家咨询公司和技术服务厂商进行技术交流，还专程赴哈尔滨燃气公司、中国石油北京调控中心、北京燃气公司、天然气分公司川气东送调控中心、天然气公司武汉调控中心、管道储运公司等单位进行学习调研。综合国外、国内情况，根据中国石化的现状，采用先试点后推广的分步实施战略，进行智能化管线建设初步探索。

1 系统建设目标

结合国家对油气管道隐患治理提出的要求，针对地下管线资料不完整、管道专业管理技术手段不足、非法占压严重、管线穿跨越安全风险大等问题，充分借鉴国内外成功实践和利用已有成果，构建中国石化“标准统一、关系清晰、数据一致、集中集成、互联互通”的智能化管线管理系统，逐步实现地下管线建设与运营的标准化、数字化、可视化、自动化和智能化管理，满足总部、事业部、专业公司和企业各层次对管道完整性管理、安全风险隐患监管与治理、管线优化运行、应急快速响应、信息资源共享服务的目标，加强管线运行监控、增强应急能力，同时建成具有自主知识产权的智能化管线管理系统。

2 系统架构设计

根据系统建设标准化、数字化、可视化、自动化、智能化的五大要求，整体框架包括管线数字化管理、管道完整性管理、管道运行管理、应急响应管理、隐患治理管理、综合管理六大功能模块，总体功能架构如图1所示。

1）管线数字化管理

图1 中国石化智能化管线管理系统总体架构

通过对管线本体、附属设施及周边环境等信息采集、处理、入库，对管线基础数据、设计与施工文档资料、三维模型、720度全景影像、地理信息进行规范化管理，实现管线的二三维展示和查询、基础数据维护、管线文档资料管理等功能。

2）管线运行管理

通过移动巡线终端，实现巡线任务下达、事件上报、人员考核；通过实时数据监控管线温度、压力、流量等运行参数，运行异常情况及时报警；通过仿真模拟、计划优化、调度优化，实现管线高效经济运行。

3）管道完整性管理

通过业务活动管理、高后果区评估、风险识别、完整性评估、维修与维护、效能评估等功能，实现管道占压、第三方施工、打孔盗油、泄漏等6类事件的闭环管理，防范和改善不利因素，达到风险可控、避免事故、长期安全的运行管理目标。

4）应急响应管理

利用三维模型模拟管线泄漏、火灾、爆炸事故及应急演练等业务内容，可以迅速对突发事件进行定位，掌握周边环境和管道基本信息，查看视频监控影像，查清周边应急资源分布。对高后果区、风险点加强远程监控，建立一点一案，实现环境污染源防控。

5）隐患治理管理

按照隐患类型、隐患级别、隐患状态、监管级别，对隐患治理情况动态跟踪，实现了隐患排查、整治和跟踪等功能。

6）综合管理

通过对原油、成品油、天然气等不同输送介质管线的业务数据管理，实现综合分析与展示、管线基础信息展示、管道完整性展示、隐患分析与展示、生产运行监控等功能，满足综合信息查询、风险隐患监管、生产运行管理和应急指挥的需要。

3 系统应用实践与成效

中国石化管线主要分布在经济发达地区，区域内人口密度大、公共设施多、安全风险高。通过智能化管线管理系统，可以详细掌握中国石化原油、成品油、天然气、化工产品管线情况，形成了51家企业3.4万千米的管网一张图，系统用户数超1.5万，月访问量34.5万次。在管线的数字化管理、完整性管理、运行管理、隐患管理、应急响应、综合管理等方面发挥重要作用。主要成效如下：

1）管道数据“全”

系统全面摸清了长输管线和厂际管线的基本数据；调绘了管线周边环境数据；弄清了管线交叉空间位置关系。目前，管道本体及附属设施数据、管道中心线数据、管道周边重大危险源、第三方管道、自然保护区、水体、抢险资源、维修抢修队伍、消防单位、医院、居民等环境信息都在系统中清晰可见。西北油田开展塔库首站及周边地下维修作业，应用数字化管理功能，详细查找到管线管径、埋深、走向，结合周边地理环境信息，规划了地下管线牺牲阳极埋设位置及数量；在后期的施工过程中，根据地下管线位置走向采用了机械＋人工混合开挖，提升了施工效率25%，节约投资约10%，保障了施工安全。

2）风险隐患“清”

通过建设智能化管线管理系统，实现了隐患的分类分级管理、分布管理和定位管理。总部、事业部、专业公司和企业层面，都可以查询中国石化长输管道和厂际管道隐患情况，查清隐患的分布、位置、周边环境信息，掌握隐患治理动态。

华南销售利用系统查询管线空间位置及信息，简单、快速计算管道埋深不足区间，为隐患治理提供准确位置，大大缩短普查时间，减少资源的投入，节省了费用并提高了隐患排查效率。胜利油田通过隐患信息联动、看板管理、进度跟踪、工作评比、经验交流以及定位和可视化展示，对6650处管线隐患管理进行全过程监管。

3）应急响应“快”

通过智能化管线管理系统，可以迅速对突发事件进行定位，掌握周边环境信息和管道埋设信息，查看现场视频监控影像，查清周边应急资源分布。一是可以根据系统快速确定应急处置方案；二是为总部、事业部、专业公司、企业不同层面应急指挥提供支撑；三是可以据此合理制定应急预案，避免应急预案千篇一律和形同虚设；四是可以据此进行事故演练，增强事故演练的针对性和有效性。

2017年12月3日，管道公司大武支线发生异常压降，生产调度指挥中心利用快速定位、数字化管理，清晰掌握管线位置关系，协调相关企业及时做好防护处理，避免更大事故的发生。2016年汛期长输管线多地出现河水覆盖管道和埋土流失等重大安全事件，企业利用蹲点仪、单兵视频等实时回传现场情况，调动周边应急资源、敏捷部署防范设施。

2015年6月25日，茂名石化组织了油气管线泄漏事故应急演练，突发状况下能够快速查询管线阀门、应急资源信息，结合应急预案，为今后应急抢险能力的提升提供了有力抓手。

4）业务管理“细”

一是细化管道运行管理。总部、事业部、专业公司、企业层面，可以远程查看管线运行参数，确保管线合理运行，动态跟踪计划执行情况，优化管线运行。

二是细化管道巡线管理。利用移动终端，通过拍照、视频、录音等手段，掌握巡检轨迹，提高巡检质量，实现巡线任务派发、事件上报、人员轨迹回放、巡线人员在线状态等业务的在线监控和全流程管理。管道公司利用智能巡线系统，实现巡线任务派发、事件及时上报、人员轨迹回放，使2000多名巡线人员在线状态“一目了然”，强化了巡线管理与考核。

三是细化管道完整性管理。利用系统，细化高后果区分析，识别管道风险，深化管道安全管理；利用管道日常维护和检测数据，开展大数据分析，进行预知性维修维护。

四是细化管道日常管理。可以利用系统，实现管道占压、第三方施工、打孔盗油、泄漏检测、地质灾害等日常业务的在线管理，改变管理模式，提高管道日常管理水平。茂名石化、天津石化改进了“阴保站每周人工数据采集，管线电位每月每千米的手动检测”的传统阴保巡检方式，节省了大量人力物力，实现了“全天候自动监控、远程自主控制”的智能阴保模式，大大提高管线阴保的管理效率。

5）系统集成“高”

一方面，完成了智能化管线管理系统与安全管理、生产营运、应急指挥、隐患管理、实时数据库、视频监控、EM、身份认证等8个系统的集成，确保数据源唯一和数据共享，避免了重复建设，消除了信息孤岛。另一方面，统一推广6大功能模块，建立一体化的数据管理体系，搭建统一应用共享服务平台，建成开放、集成、共享的信息系统。

在统一推广建设的同时，各企业结合自身业务特点，组织开展了管线特色功能应用的研究与建设。目前，已形成泄漏量测算、地下管线管理、异常事件管理、油品界面跟踪等特色应用，并在管道运行管理中初见成效。

4 结语

智能化管线建设任重而道远，目前仅实现了标准化、数字化、可视化、集成化，离自动化、智能化还有差距，下一步将从横向和纵向两个方面进行深化应用，一是从管线运营期向建设期延伸，打造建设期的智能化管控，建设工程项目过程管理、施工数据采集、工程监理、施工风险管控、数字化交付等内容，实现建营一体化，二是从外管道向储运业务扩展，综合考虑管道储运的码头、油库、站场等管理业务，按照储运的接收、存储、输送、外销等各个环节业务扩展智能化管线平台。借助云计算、物联网、大数据、移动应用、人工智能等技术，逐步实现管线监测与风险预测预警，管网资源的统一调配、流程优化，管线运行节能降耗、绿色低碳，应急处置智能化响应，站场无人值守，最终建成智能化管网。