智能化管道管理系统在成品油长输管道完整性管理中的应用

杜 威

〔中国石化销售股份有限公司华东分公司 上海 200050〕

中国石化根据《GB32167—2015 油气输送管道完整性管理规范》，开发了“智能化管道管理系统”。笔者所在单位利用该系统对华东成品油长输管道进行完整性管理，取得了较好的成效和管理经验。

1 智能化管道管理系统概述

智能化管道管理系统是一套以管道本体及周边环境全生命周期数据为基础，结合物联网、云计算、大数据分析、自动化和智能控制等技术形成的一套与管道本体信息高度融合的成品油管道管控一体化平台，总体框架见图1。

图1 智能化管道管理系统总体框架

该系统由综合管理、业务管理、共享服务平台、数据中心、基础设施等模块组成，见图1。其中综合管理模块由基础信息查询、风险隐患监管、生产运行管理、应急指挥等子模块构成；业务管理模块由①管线数字化管理、②管道完整性管理、③管线运行管理、④应急响应管理、⑤隐患治理管理等子模块构成。该系统的业务管理模块是按照《油气输送管道完整性管理规范》的要求和理念设计的，用以辅助企业对成品油长输管道进行完整性管理。

2 系统在管道完整性管理中的应用

2.1 实现管道数字化管理

通过该系统的管线数字化管理模块，可在中控室的管理电脑上三维立体展示成品油长输管道地理信息、管道控制设备位置、管道泄漏报警位置、管道维修位置及周边环境地理信息等，周边环境变化情况数据及管道检测数据可及时更新，故该模块在管道报警排查、应急抢修时，可在管理电脑上直观准确快速地找到报警或需抢修的位置，便于指挥抢修人员及时准确赶到现场进行排查或抢修。同时，该模块也便于管道管理人员日常智能检索管道设计参数与地理信息、控制设备情况、周边环境、可视化的高后果区分析、阴极保护数据、可视化的风险评估分析等信息，以及对管道的日常三维立体与多参数的动态监控管理。

该管理模块的关键是管道基础数据的准确完整及变更数据的及时录入。因此，从管道施工开始就必须将管道坐标与长度、周边环境坐标与长度测量准确及详细描述。为了管道与周边环境数据准确，由管道建设方先行测量，测量过程中业主方全程监督。同时，业主方应聘请具备资质的第三方测绘单位重新独立测量，建设方与第三方单位的测量值之差在规定的误差范围内，取第三方单位测量数据，否则应重新测量，以重测数据为准。所有测量数据均应由测量员和监督员签字确认，待管道建设完成后将这些信息输入智能化管道管理系统。同时其他周边设施信息、图形影像资料、物权人信息等都应输入智能化管道管理系统。管道投产后，对于管道周边环境变化后的情况数据，如管道周边第三方施工情况、地质塌方等，在巡检发现后立即采集更新，保证数据的时效性；对于管道业务数据，如管道维修、腐蚀检测、阴极检测、运行管理等数据，应通过审批流程实现校验录入，保证数据的质量。若原有老管道的基础数据不够准确或不齐全完整，则应组织项目组进行开挖测量，完善数据。

2.2 实现高后果区的准确高效识别

高后果区管理是成品油长输管道完整性管理与安全管理的重点，如管道附近建设公共设施、穿越自然保护区、途经居民小区等高后果区域人工容易识别，而如管道附近山体隐性滑坡、某些管段腐蚀严重、市政管道复杂交汇处等一些隐性的高后果区域人工不易识别。在智能化管道管理系统中的高后果区管理模块，通过对大量已录入系统中的管道基础数据进行分析和计算，然后对管道高后果区域进行区段划分及确定类别与等级，比人工识别，既准确又高效。

如以华东区某成品油长输管道高后果区识别为例，人工识别高后果区87处、耗时40 d，而智能化管道管理系统识别高后果区133处、识别耗时5 d，后组织专家对人工与系统识别出的高后果区进行现场确认，共确认高后果区为121处。故人工识别的准确率为71.8%，系统识别的准确率为91%(见图2)。

图2 智能化管道管理系统中可视化的高后果区分析案例

2.3 实现准确高效的管道风险评价

智能化管道管理系统中的管道完整性管理模块是按照管道风险评价准则确定的影响管道失效的各种因素，运用大数据对这些因素进行定量分析，评价其发生危险的可能性和程度，根据发生危险可能性的大小和程度进行评分，根据分值大小确定风险等级。该评价分为挖掘破坏、腐蚀、设计与施工、运行与维护、自然与地质灾害、蓄意破坏等六大类失效概率与泄漏后果，具体有171条评分项，对每一段管道的失效概率和后果进行量化计算，从而计算各个管段的风险分值，根据风险分值确定风险等级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)级及应采取的措施。同时，还能自动生成管道风险分值、失效概率、失效后果、敏感因素和风险历史分布等图表，以便风险分析、风险预测和制订防治计划。利用智能化管道管理系统进行管道风险评价，相比人工评价，既准确又高效。

如以华东区某成品油长输管道的三次风险评价为例，利用智能化管道管理系统进行管道风险评价，平均每次耗时15 d；而以前人工评价，则需要3个月。对照前后三次人工评价数据，发现前次评价遗漏的Ⅱ、Ⅲ级风险大约有20 %；对照相衔接的系统评价数据，人工评价遗漏的Ⅱ、Ⅲ级风险有30%。由于智能化管道管理系统评价的管道风险较准确，整改有明确的着落点，因此华东区某成品油长输管道自2018年初使用该系统进行风险评价至今，该条管道的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级风险逐年减少，至2019年6月Ⅲ级风险全部消除(见图3)。

图3 智能化管道管理系统中可视化的管道风险评价分析案例

2.4 实现事件闭环管理

智能化管道管理系统中的风险隐患监管模块是对管道每日巡检、高后果区识别、风险评估、实时监测报警或预警、设备故障、各类检查等发现的问题，按照管道完整性管理的“六步法”要求，设计了一整套问题处理全过程的闭环管理流程。该模块使问题处理程序化、标准化、信息化、智能化，且使实施部门、责任部门、责任人公开明确，便于相关部门或领导监督，从而确保流程、数据和标准的完整与统一，可有效避免管理漏洞和信息盲区。

如以第三方在管道附近施工事件的处理为例：当巡检人员发现或第三方告知管道附近施工时，智能化管线管理系统启动第三方施工事件的闭环管理，即：系统接收第三方施工信息并建档、现场调查核实对接及安全评价并采取相应管理措施、施工现场监管、施工结束验收、完善信息并归档等闭环管理，且每个环节系统都明确了应做的监管工作、应采取的措施、实施部门、责任部门等，监管信息与处理进展情况在系统上明确公开透明。截至2018年12月，华东区某成品油长输管道累计使用智能化管线管理系统处理115起第三方施工事件，全部有效完成施工过程中的风险管控，且在施工处理过程中，系统提供了大数据分析及辅助决策；在施工完成后，施工数据为管道完整性管理提供数据支持(见图4)。

图4 智能化管线管理系统第三方施工管控流程

3 结语

通过近两年使用智能化管线管理系统进行成品油长输管道完整性管理，不仅能够按照管道完整性管理要求规范管道管理，还能大幅提高企业的管道完整性管理工作效率、准确率和管理水平，有效降低管道风险，节约管道运维费用，提升管道本质安全水平。

为更好地全面推广实施智能化管道完整性管理，并尽快取得实效，建议：①完善集团公司、大区公司(省公司)、管道管理公司三级智能化管道完整性管理制度，并设立管道完整性管理部门，配备专职管理岗位。②开展业务骨干和研发人员的技术交流，共同对管道进行基础数据维护与完整性检查，共同利用系统进行管道高后果区识别、管道完整性评估、第三方施工管理等，改进智能化管线管理系统，打造既精通管道业务又精通智能化业务的复合型人才。③进一步完善智能化管道完整性管理技术，特别是要完善老旧管道中心线测绘数据校验技术、管道完整性检测技术、管道智能感知监测网络。