基于大数据的全生命周期智能管网建设探析

2021-11-23郑裕城

中国管理信息化 2021年12期

郑裕城

（中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第二输油处，西安 712000）

0 引言

放眼全球，互联网和信息技术已经十分成熟，信息技术和信息管理技术在管道建设管理和发展的过程中提供了很大的帮助。数字化管道的建设和发展已经成为国内外管道运营企业的首要发展目标。与此同时，大数据、物联网以及人工智能等方面的发展，引领了信息技术的发展潮流。管道企业在大数据的加持之下，迅速转变自身的管道运营管理模式，数字化建设开始向智能化方向飞速发展。大数据作为其根本性推动力量，给智能管网的建设带来了系统的框架支撑、基本的数据运算能力、大量的数据挖掘潜力以及涵盖面十分广泛的移动应用系统。与传统的管网建设和管理模式相比，智能管网的出发点就显得更为卓越，智能管网系统的完善和不断精进，给智能管网管理模式带来了更为有效的管理手段和管理载体［1］。以大数据的建模理念作为发展核心，技术人员构建了成熟的具备一定发展思维的智能管网一体化解决方案。未来这项一体化解决方案还应不停发展和壮大。智能管网的建设需要在保障自身管理和生产安全的基础之上，完成更为细致的数据处理，进行更为广泛的信息共享，从而进一步提升智能管网的经济效益，增强数据的集成作用。

1 基于大数据的全生命周期智能管网建设方案

1.1 建立标准数据运行制度

智能管网建设归根结底是为实体服务，而数据不论是在实体发展中还是在智能管网建设中都代表着不可取代的资源。为了形成更为具体的、能够与管道实体相对应的数据资源，首先要确保资源完整和有效。因而应建立标准的数据运行体制，从根本上规范数据的执行过程，这样才能无差别地收纳完整数据，形成具体的数据资源库。在全生命周期智能管网建设中，整个生命周期都充盈着各样的数据资源，因而需要使用同一标准进行规范。通过数据模型的建设，能够将不同类型的业务数据都归纳到数据模型中，其使用有效性高，且成效显著［2］。在构建智能数据管道时，应当首先建立数据的执行标准。标准的建立是为了后续数据资源回收，实现共享的便利性和完整性。使用同一套标准收集数据，能够形成完整的数据链条，其资源的有效价值会大大提升，显著提高实体管道的服务能力。

1.2 建立健全全生命周期数据库

管道全生命周期管理可以简单地归纳为管道从规划、交付使用、实际运行到报废的管理，这中间包括但不限于对管道本身的规划和未来发展的研究。对整个全生命周期智能管网来说，管理建设是漫长而又琐碎的，技术人员将不同阶段的各类业务和数据构成了一个大的管理标准，在建立健全管理模式和管理数据的过程中，实现了完整系统的统一规划和运行，以此来真正投入管道管理中。数据库是所有建设和管理过程的基础。数据库是输出和输入的核心，通过数据库对各类数据完成储存和转化，管道将所有的数据归纳到数据模型中，顺利实施管道资产的积累以及项目生命周期的管理工作。数据库是一切工作的落脚点，也是一切工作的核心，因而建立健全的全生命周期数据库，可以完善全生命周期管道管理的标准和制度，其也是在一定程度上加深物理管道和数字管道模型融合的必要手段。

1.3 完善全生命周期智能管网的设计

全生命周期智能管网的设计任务一共分为三大部分，分别是管道设施全生命周期管理、运行控制管理和决策支持。按照先后顺序，在管道设施全生命周期的管理过程中，为了完整、彻底地完成管理任务，首先需要进行风险、基本维修能力和效能的评估，这一板块涉及的是最为基础的内容。根据对管道内运行能力的分析，得出最终的完整性评价，这也是在实际管网设计阶段最先完成的部分。此后，根据相关的管道管理任务规划，得到具体的实践任务和施工管理任务，通过任务的指向性，在完成任务和管理模式的建设之后，将会顺利进入运行管理控制。作为第二板块，运行管理控制是实际运行的开端，它将各类运行计划和管理手段付诸实践，通过实际运行过程中的效能计算和运销计量计算来保障最后的能耗管理的科学性，完成能耗统计的任务。决策支持阶段在以上环节完成之后进行，通过大数据的实际应用和人工智能的加持，可以顺利地对该管道的资产完整性和可靠性进行评估［3］。

1.4 搭建完整的GIS 全生命周期智能管网管理平台

基于地理信息系统（Geographic Information System，GIS）的全生命周期智能管网管理平台的建设是整个平台管理的基础，伴随着发展程度加深，系统、平台、安全管理模式、运营维护模式的统一才是GIS 全生命周期智能管网管理平台建设的目的。利用这一全新的建设思路，在大数据支持下，平台和应用系统可以进行统一，数据中心和平台服务互相融合，最终形成一个完整的一体化平台。基于一体化平台，可以实现管道的重新建设和运营服务功能的扩充。完整、统一的发展管理平台是满足工程建设和未来运营管理业务的第一标准。伴随着市场的不断发展，大数据和人工智能提供的数据解决办法必将会更新，管理业务也会不断拓宽，因此，为了满足智能管网的长期运营需要，建立完整的GIS 全生命周期智能管网管理平台是基本保证。

2 管道数据挖掘与决策支持

2.1 应急决策支持

应急决策主要是为了实现突发状态下的数据管理和周边环境数据的调取任务。实现应急决策支持，首先要满足基本的应急指挥决策需求，其次要对疏散范围、安全半径进行准确测量，自动得出应急预案，安排紧急处置方案。应急决策的重点在于线路的优化，因为只有在抢修过程中优化线路，才能实现更强的方案和文档输出，将数据输出之后才有可能完成最终应急方案的落地。输出数据十分庞大，对于传输线路也是一个不小的挑战。基本信息、事故范围、路由线路、预备方案等都是基本的数据内容。

2.2 大数据决策支持

大数据具有相关性和非因果性，因而在管道系统大数据运行和发展的过程中，数据的主要来源也有所关联。历史数据、系统数据、网络数据都成为建设数据的重点内容，根据其种类不同，可以将其分为腐蚀数据、管道建设数据、地理数据、设备数据、监测数据等类型。不同数据具有不同的使用方法和使用场景，但都是大数据的重要组成部分，管网系统建设目的是能够彻底融入大数据，将各类数据分析集成，形成可供利用的模型，这样通过大数据和云计算的能力，信息系统最终能够完成集成化，而管道系统也能够实现基本统一和全方位的发展［4］。大数据分析具有很强的实践能力和价值，能有效控制很多负面因素的影响，通过对综合能力的判断和全局性的分析，大数据能够完成最终的可持续发展指导，这是大数据的优势之一，同样也是大数据决策支持下管网建设的优势。

2.3 移动网络建设

移动网络应用如今已经成为智能管网发展的重点内容，未来也必将会成为重点发展项目之一。移动网络建设与智能管网之间存在十分密切的联系，管道管理任务在移动网络发展中有着充分的体现，而未来移动应用管理会更加紧密地与系统结合在一起，通过各类在线管理和突发事件管理，在提升自身运行能力的同时，保障管道安全运行，相关人员也可快速了解管道的运行动态［5-6］。