地理信息系统在长输管道日常运行的应用

李超

摘 要：近年来，我国油气长输管道建设稳步推进，油气管网持续完善，至2020年底，我国油气长输管道将建成总里程约为18.3万千米的管道网。长输管道的快速发展给我们社会带来巨大效益的同时，安全运行问题也日益严峻，尤其是早期建设的管道，由于技术弱后只能纸质记录管道信息，长时间易造成信息遗失，严重影响油气长输管道运行安全。地理信息系统可将管道的大量数据进行存储、管理、分析和应用，为长输管道日常维护管理、管道改造、抢修等业务提供科学的数据支持，将大大的提高工作效率。

关键词：长输管道；地理信息系统；管道安全；数据信息

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.107

油气长输管道由于距离长，途径地区环境复杂，需要记录地理信息、图形信息、数字信息等来满足管道安全运行管理的要求，现阶段的管理模式多数为传统的人工管理模式，当需要管道数据时只能翻阅施工记录、图纸信息、重新复测或者凭借经验等方式来判断，没有真正做到科学性和准确性，且紧急情况下的应变能力差，如管线发生事故或重大险情时需要迅速提供最新的全面、准确、详尽的管线及相关信息。长输管道地理信息系统的建立把道沿线地理信息、施工信息、管道设施信息、各种管道检测数据等有效的结合起来，使管道信息一目了然，满足管道完整性管理要求，为日后管道的安全运行管理奠定了基础。

1 地理信息系统

1.1 概念

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

油气长输管道地理信息系统利用开发的软件，把管线设备周围的地理信息和维护监控信息在空间上进行有机整合，构筑一个数字化管道系统，为管线巡查、设备维护、安全管理提供数据支持。

1.2 特点

（1）具有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性；（2）由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务；（3）计算机系统的支持是地理信息系统的重要特征，因而使得地理信息系统能快速、综合的对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。

2 地理信息系统在长输管道的具体应用

2.1 建立管道空间管理模型

地理信息系统把对管道各种空间信息和非空间信息及其属性数据进行采集、处理、存储、管理、查询、分析、应用和维护更新。

管线信息：管道途径地区的矢量地形图（含水系、交通、植被、地貌、地物等设施）、管道埋深、管道地面标示、弯头、穿跨越地段、重点监护管段、水工保护信息、与其它管线交叉等信息。

场站及阀室信息：场站及阀室的地形图、场站布置图、工艺流程图、场站三维模型，场站才各设备设施的规格型号、特种设备的使用年限检定情况、工艺运行参数。

2.2 管道地面标识设置

为保证长输管道运行安全，管道上方设置地面标示，起到警示作用，地面标示通常写有管道的基础数据、安全警示标语、联系电话等重要信息。但地面标示长时间使用会出现老化、损坏、丢失的情况，影响管道安全运行，当需要修复时，利用传统的方式只能人工复测、查阅资料或根据人工经验来定位，缺乏科学性，利用管道地理信息系统可快速查处所在地的管道信息、环境信息，为地面标示的维护提供便利，尤其是对地面标志的大面积维护效果极为明显，大大提高了工作效率。

2.3 保证交叉施工安全

随着长输管道的快速发展，管道相互交叉施工时有发生，保证施工时管道安全至关重要，由于交叉施工地点具有不确定性，因此必须要详细掌握施工地点的全面信息。利用建设初期地理信息系统所采集的全面的管道信息、环境信息，可准确的编制施工方案制定相应保护措施，保证施工安全。施工完成后，把管道交叉施工信息详细记录在管道信息系统，为以后安全管理提供数据支持。

2.4 确保巡线质量

随着国内长输管道的加速建设和已建管道周边的经济高速发展，管道被破坏的情况时有发生，管道安全已成为长输管道项目安全管理工作的重中之重。分析其发生原因，第三方施工、管道地面占压问题发现不及时是导致事故发生和危害加大的两个主要因素，对此管道日常巡检对管道的安全运行显得尤为重要，要切实保证管道日常巡线质量。由于长输管线距离长、途径地区环境复杂，需雇佣当地居民进行途径区域管道巡护，但经常出现巡护不到位的情况，使用地理信息系统开发的巡线软件进行巡线轨跡的跟踪记录，对管道巡护质量进行监督，对巡护不到位的地方，进行及时整改，切实保证管道运行安全。

2.5 进行管道风险评估

利用地理信息系统，根据所采集的管道途径地区的地理数据评估沿线管道发生破裂的概率和后果，对管道风险进行半定量的管理；进行管道敏感性分析，对防止管道破裂而进行的维护项目效果进行评估；为潜在发生管道破裂的地点设计模拟情景，使用地理信息系统制定相应的应急救援预案；将管道高后果区进行重点管理，建立每个高后果区的“一点一案”及“一事一档”。

2.6 管道维抢修

管道泄漏造成的人员伤亡、经济损失、环境损害是不可估量的。当发现管道泄漏时，能否快速分析情况情况采取相应措施控制泄漏点，是泄漏事故处理的关键。

利用地理信息系统能够分析选择最佳路径知道救援抢险队伍、设备机具快速到达事故现场，当管道出紧急情况时，且根据事发地的管道、地理信息等实际情况制定救援预案，分析事故影响范围，确定隔离区域，为快速救援提供数据支持。

3 结论

油气长输管道长输管道具有点多、线长、面广、网络化的特点，管理涉及到地理信息、管线图形信息和属性信息，传统的管道在信息交换性、通用性、数据管理与存储方面存在许多不足，无法满足未来管理要求。而运用地理信息系统（ GIS）整合管线设备周围的地理信息和维护监控信息，为管线巡查、设备维护、安全管理提供支持， 可大大降低运行成本，提高管线运行、管理效率。

参考文献：

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