基于管道完整性管理的数据恢复与安全巡护管理研究与应用

马效允 毛爱芹 赵淑媛

摘要：随着社会的不断发展和时代的改革，我国管道建设工作与以往有了极大的不同。在信息技术飞速发展的前提下，对以往老旧管道的空间及属性的数据可以通过管道完整性进行数据恢复，管道安全巡护管理由以往的人工巡护转向智能巡护，但是，由于基于管道完整性数据恢复的技术以及管道安全巡护在管道建设工作中的应用还处于发展阶段，因此，在实际建设过程中暴露出来了许多问题。本文将详细讲述基于管道完整性数据恢复及安全巡护的含义，并针对延安天然气管道有限公司的管道建设现状阐述其实施方案。

关键词：管道完整性;长输管道建设;数据恢复;管道安全巡护管理

0引言

目前多数省级管网公司的已建管道、在建管道，均没有做数字管道建设，对于管道中心线、本体及附属设施的数据没有进行采集，管道空间数据缺失，现有竣工资料中的属性信息无法进行定位。管道数据恢复可利用RTK及管道探测技术将管道的空间位置信息采集，根据管道探测间距里程及竣工资料属性信息将竣工资料与管道探测进行融合与对齐，形成一套基于竣工资料属性和管道探测数据里程的综合数据库，可恢复出竣工资料中焊缝等数据的三维坐标，相当于建立了一套企业管道完整性数据资产库，可应用于应急抢险精准定位、维修维护数据精准定位、高后果区管理、风险评价、完整性评价等，为管道安全平稳运行保驾护航。

1.基于管道完整性数据恢复及安全巡护实施方案

1.1构建基于管道完整性管理的数据资产库

实现多版本、多批次、多渠道各类管道本体、附属设施、专题要素的恢复及整合，构建企业基于管道完整性管理的数据资产库。通过对竣工资料获取管道焊缝的属性信息，将焊缝的施工记录、组对记录、防腐补口记录、外观检查记录等和焊缝关联的信息电子化，并提取其关键要素，结合APDM数据模型进行数据入库和关联查询，利用RTK技术及管道探测技术，恢复管道中心线、弯头、穿跨越、桩点等空间位置信息，将焊缝的位置信息进行拉伸计算，恢复焊缝的坐标数据，结合电子化的结果，可以关联查询每道焊缝在建设期中的焊接人，焊接电流、电压、焊接速度等基本信息，将信息入库，形成管道完整性管理的数据资产库。

1.2管道环焊缝无损检测底片数字化

数字化胶片占用空间小，易于获取、易于查阅、易于共享、易于长期保存且不易损毁，相当于实现了胶片的全寿命管理，可作为管道安全管理的一项基础资料。利用国际先进的焊片扫描仪将大批量的焊片进行电子化扫描，扫描后提取焊缝对应的底片号、检测日期、报告编号、档案编号、评定级别、缺陷类型及数量、返修次数、焊缝底片路径、检测单位等信息。为焊口的属性关联提供基础数据。

1.3开发web管理系统和巡检APP

主要功能包括综合查询、人员考核、任务管理、三超管理、隐患管理、档案管理等6功能模块，采用考核巡线工关键点到位情况的方式，全面掌握管线周边的实时动态，从而保证了管网的正常运行。

巡检业务功能主要包括巡检查询、隐患管理、统计报表、档案管理等四个模块，主要是以地理信息技术为背景，利用GPS、GPRS等技术，实现人员定位、数据采集、区块质量管理、巡检APP应用等功能，有效提高了管道巡检工作的质量管理、人员管理、安全管理。

地图展示部分主要以背景地图与管线地图相结合，背景地图是接入国家公用资源天地图作为背景地图，管线地图是根据天然气公司提供的WGS84经纬度坐标进行数据制作、入库、展示等工作。

2.基于管道完整性数据恢复及安全巡护管理采用技术

RTK技术：（Real-time kinematic，实时动态）载波相位差分技术。采用载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑，为管道坐标的采集极大地提高了作业效率。

管道探测技术：接收机内置感应线圈，接收管道的磁场信号，线圈产生感应电流，从而计算管道的走向和路径。现在更先进的仪器一般都带有峰值箭头模式以及罗盘导向。能方便快捷的找到管道的位置，探测管道的埋深。

数据对齐技术：根据管道探测里程及竣工资料属性信息将竣工资料与管道探测进行融合与对齐，形成一套基于竣工资料属性与基于管道探测数据里程的综合数据库，可恢复出竣工资料的焊缝等数据的三维坐标。

电子检索技术：运用电子计算机和大规模集成电路为主要技术，并结合现代化通讯技术而成的一种技术。由于计算机具有电子化、数据化等性能，因而电子资料在储存检索、传输资料等方面，具有很大的优越性。

GPS巡检系统实现了基于关键点的绩效考核模式：采用考核巡线工关键点到位情况，通过下任务、任务完成率的方式，更快更好更准的监控巡线工巡检，从而保证了管网的正常运行;基于APP的数据采集模式：通过APP实时采集巡检位置和隐患信息;基于移动GIS的数据交互模式。通过移动GIS展示关键点的地理位置，指引巡线工快速到达巡检位置。

3.技术路线可行性分析

基于管道完整性数据资产库构建，是以现有管道相关要素为基础，采用地理信息技术、RTK技术、管道探测技术、数据对齐技术及电子检索技术相融合的方式开展相关数据的恢复及整合，最终构建企业数据资产库。

GPS巡检系统以地形图和影像数据为背景，建立起基于全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和无线传输系统（GPRS）技术的“智能巡检系统”，实时掌握巡检人员的行踪和巡线人员现场发现的隐患，从而实现对巡检人员的远程管理，实现管道隐患数据的实施采集传输，并进行各类查询、统计、分析，为管道的安全运行提供保障。

4.结束语

开展企业数据资产库建设，实现管道“数字孪生体”的构建，以数据驱动生产管理，使管道数据由零散分布向统一共享转变、风险管控模式由被动向主动转变、运行管理由人为主导向系统智能转变。

GPS巡检系统可提高巡检管理水平，降低管道安全风险。实时掌握巡檢人员的行踪并将巡线的动态数据进行采集，通过系统可视化查询分析，实现对巡线人员的远程管理，达到对管道设施运行状态的实时监控，实现巡检工作的科学化、规范化管理，保证管网安全运行。

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