长输油气管道智慧工地数字化管理流程浅析

2024-03-01中国石油天然气管道工程有限公司铁明亮詹胜文李杰

中国勘察设计 2024年1期

■ 中国石油天然气管道工程有限公司铁明亮詹胜文李杰

随着我国经济社会的发展，对于石油及天然气的需求也越来越大，长输油气管道的建设也随之高速增长，管道工地也越来越多[1]。2017年，中国石油提出了建设“智能管道，智慧管网”的发展目标，将实现油气管网“全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理”，智慧工地的构建是其中至关重要的一环[2][3]。当前，智慧工地在市政、交通、电力等行业已经有了长足的发展，但在长输油气管道建设中的应用仍处在探索与试用阶段。基于此，本文对长输油气管道智慧工地建设的数字化管理及建设实践方案进行探讨和研究。

智能工地数字化管理流程

智能工地的实现，首先需要构建智能工地管理系统，实现施工的数字化管理，包括工程开工管理、工程进度计划管理、工程HSE管理、工程质量过程控制管理、工程质量检查管理、工程资源报验管理、工程报表管理、工程数据采集业务、竣工资料管理、工程交工验收管理、工程竣工验收管理等流程。

工程开工管理流程

支撑工程开工业务，由开工准备管理人组织完成设计交底，由工程及服务供应商开工准备负责人编制施工组织设计（专项施工方案，施工作业指导书）、HSE 体系文件。工程开工管理流程如图1所示。

图1 工程开工管理流程

工程进度计划管理流程

支撑工程进度计划业务管理，总体进度管理责任人组织在平台中编制各级计划，进度管理决策责任人审批并发布各级计划后，专业进度管理责任人和进度计划执行责任人在平台进行进度信息填报。工程进度计划管理流程如图2所示。

图2 工程进度计划管理流程

工程 HSE 管理流程

支撑工程HSE业务管理，HSE 管控监管责任人组织体系建设，HSE管控管理责任人进行策划，HSE管控执行责任人进行风险识别和风险分析，HSE管控管理责任人实行安全承包责任制。工程HSE管理流程如图3所示。

图3 工程HSE 管理流程

工程质量检查管理流程

支撑工程质量业务，质量管控管理责任人和质量管控执行责任人开展日常巡检，质量管控监督责任人、质量管控管理责任人组织质量专项检查。工程质量检查管理流程如图4所示。

图4 工程质量检查管理流程

工程资源报验管理流程

支撑项目资源业务管理，人员进场前，将本单位人员和机具设备录入到系统资源库，依托系统进行入场报验管理，报验通过后方可入场。通过二维码核查资质证件、智能监控违规识别，采集人员违规行为（同步通过智能监控识别违规行为），违规数据需工程项目部审核，按照严重程度给与处罚（警告、黑名单、开除等），违规行为将汇入到本单位形成记录，为承包商考核提供服务。资源变更或离场需要在系统提出申请，由监理单位审核。工程资源报验管理流程如图5所示。

图5 工程资源报验管理流程

工程报表管理流程设计

支撑项目、企业、项目部周月报业务管理，基于系统施工数据和业务数自动汇总形成周月报，监理单位审核通过后，汇入项目数据，形成项目周月报，由项目部审核并发布；在项目周月报的基础上，汇入所属企业项目群数据，形成企业周月报，提交企业归口部门审核并发布；根据各所属企业发布的周月报自动抓取相关内容生成项目部周月报，由项目部归口部门审核并发布。工程报表管理流程设计如图6所示。

图6 工程报表管理流程设计

工程数据采集业务流程

支撑数据采集管理，一类是技术数据一类是业务管理数据。技术数据通过自动采集或移动端采集，系统校验通过后上报监理审核，工程项目部负责抽检一定比例的数据；业务管理数据随业务功能使用自动采集。技术数据和业务管理数据均需要发布后，按照集团数字化体系，形成数据资产，方可进入数据湖，数据入湖前需由建设单位组织数据验收。工程数据采集业务流程如图7所示。

图7 工程数据采集业务流程

工程竣工验收管理流程

支撑工程竣工验收业务管理，竣工验收申请责任人申请竣工验收，竣工验收管理责任人组织初步验收，竣工验收申请人和供应商参加初步验收。工程竣工验收管理流程如图8所示。

图8 工程竣工验收管理流程

智能工地建设方案

通过4G/5G网络、无线网桥、有线传输等数据传输方式，实现视频监控系统、闸机系统、环境监测系统、数据采集移动终端等现场设备接入数字化交付平台，实现数据的信息化采集和传输。利用二维码、电子标签和移动终端，实现基于数字化交付平台和建设期项目管理应用的现场管理。利用工业互联网平台、边缘计算模块等，实现现场监控数据的智能化分析，辅助现场管理和工程决策，进一步提升安全、质量、进度管理水平。

数据传输系统建设

施工现场数据传输手段主要包括4G、5G通信以及无线网桥、有线传输等。

智能工地需要采集和传输的数据

摄像头（包括固定式和移动式）：视频监控数据。

闸机：人员和车辆进出数据（包括视频、二维码及电子标签数据、进出时间等）。

环境监测系统（专业服务商提供）：风向、风速、温度、湿度、PM2.5、PM10以及噪声数据等。

移动终端：施工现场人工填报数据。

视频监控数据接入

固定式摄像头：塔吊处摄像头（每个储罐两台）通过无线网桥进行数据传输；其他区域通过有线方式接入现场服务器，进行数据传输。

塔吊驾驶室设置一台内摄像头，通过4G网络接入现场服务器。

移动式摄像头：通过5G网络连接现场服务器。

视频数据存储于现场服务器和存储设备中，施工现场服务器通过专线实现通信，远端需要查看施工现场实时或历史视频数据时，通过专线实现数据调取（图9）。

图9 视频数据传输示意图

门禁闸机数据接入

车辆进出口闸机配置的岗亭中部署上位机1台，闸机通过有线方式与上位机连接，上位机通过有线方式与现场服务器连接。

闸机采集的人脸、车牌、二维码、电子标签数据通过有线方式传输至上位机进行识别；人员和车辆进出的时间、进出状态数据由上位机生成，连同人员、车辆身份识别数据（由人脸、车牌、二维码、电子标签识别），上位机通过有线//VPDN方式传输至施工现场服务器进行记录。人脸、车牌视频数据仅上位机储存，不进行上传（图10）。