智慧管道关键技术研究

段卫东 胡永泉

摘  要：智慧管道关键技术要是研究物联网、无人机、大数据等时下热门技术如何应用于管道建设的全生命周期。其中，无人机技术应用于数据采集、管线监控监测;物联网技术贯穿于管道运维的数据传输，设备高效互联、协调配合;大数据应用于数据储存、数据分析，同时还能将大数据与云计算、人工智能进行配合对数据进行智能化分析进而挖掘隐藏价值实现应急预演与决策。在以上技术的联合运用下，管道运维更加系统化、智能化。

关键词：智慧管道  物联网  无人机  大数据  全生命周期

中图分类号：TE83                                   文献标识码：A                          文章编号：1672-3791（2019）03（a）-0027-02

在我国的油气管网建设过程中，已从传统管道建设向数字化管道发展的转变，实现了基本的数字化设计、监控管理。而结合“端+云+大数据”体系架构建立基于“互联网+”智慧能源的智能化管道模式，是提升油气管道管理水平、促进行业发展的有效手段。时下，通过对“互联网+”智慧能源的内涵特征的阐述，分析“互联网+”智能化管道的现实需求，油气管道行业提出了智慧管道的建设规划。

目前我国已有不少管道公司在智慧管道的发展建设中，并结合物联网、无人机、大数据等关键技术取得了重要成果，如中国石油天然气集团公司将管道建设确定为技术发展的重点，开发了PIS完整性管理系统、GIS地理信息系统，为所辖油气田和管道的在线检漏、优化运行、完整性管理提供数据平台;中亚天然气管道公司其D线工程打造了一个基于物联网的信息感知系统。在此发展趋势下，为实现智慧管道数据全面统一、供应精准匹配、感知交互可视、运行智能高效、系统融合互联、预测警告可控等特点，研究如何有效地与时下关键技术结合并运用于智慧管道全生命周期，是智慧管道关键技术应用的重难点[1-3]。

1  关键技术应用研究

1.1 大数据在数据构建与分析挖掘方面的运用

所谓大数据（big data），是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。大数据特点：大量、高速、多样、价值。大数据在智慧管道中的应用主要有两方面。

一是构建管道的全生命周期的数据库，在管道规划、可行性研究、初步设计、施工图设计、工程施工、投产、竣工验收、运维、变更、报废等整个生命周期内，整合各阶段业务与数据信息，建立完整的管道数据库，实现管道从规划到报废的全业务、全过程信息化管理[4]。

二是用于数据的分析挖掘。在管道建设的各个阶段下会产生相应的管道建设数据、地理数据、设备数据、腐蚀数据、检测检测数据、运营数据、市场数据等存储于数据库中，此时可以通过大数据的时间倒序法、数据回归法、关联分析法、层次分析法、类聚分析法、智能优化法等一系列算法进行计算，实现相应的能耗、腐蚀控制及效率、风险、运营的管理[5]。

1.2 贯穿于全生命周期的物联网技术应用

物联网技术是智慧管道发展的技术支撑平台，它可为实现智慧管道全面精准的感知提供丰富准确的技术手段。物联网在技术架构上分为感知层、网络层和应用层3层。感知层是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等采集现场各类信息传感仪器仪表设备的数据。网络层通过各类传输介质和通信技术按约定的协议实现数据传输。应用层进行数据集成和分析，继而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理[6-7]，物联网应用层次结构如图1所示。

1.3 无人机技术在数据采集与设施监控方面的应用

近年来，无人机已经在油气长输管道建设中得到良好的应用。管道控制中心一方面通过无人机收集现场影像与地形地貌、地表植被、周边设施等数据存于数据库中，同时与原数据相对比能够及时发现滑坡、冲沟、第三方施工等风险因素。在数据采集中无人机具有工作效率高、安全性高、采集效果好、影响因素少等优势。另外，無人机技术也可以对目标管道进行视频监控，随着计算机技术、物联网技术的迅猛发展，视频监控技术在长输管道安全生产、应急管理等方面的数字化转型升级蕴藏巨大潜力[8]。

2  结语

该文主要介绍了时下各门热门技术在智慧管道建设发展的全生命周期的不同应用，通过对大数据、物联网、无人机这3项关键技术的典型应用实例说明了其技术应用的关键所在。当然智慧管道的关键技术并非只有这几项，还有云计算、虚拟现实技术、人工智能等。智慧管道所智慧的关键并非与热门技术的简单结合，而是其关键技术交叉联合、嵌套运用，形成一种关键技术网，智能化的运行。相信中国的石油管道行业能够进一步研究探索，继续利用“互联网+”信息技术加快智慧管道的建设，最终达到世界先进水平。

参考文献

[1] 李遵照，王剑波，王晓霖，等.智慧能源时代的智能化管道系统建设[J].油气储运，2017，36（11）：1243-1250.

[2] 白嘉祺.我国油气管道的建设现状与发展趋势浅析[J].中小企业管理与科技，2016（2）：98.

[3] 高鹏，谭喆，刘广仁，等.2016年中国油气管道建设新进展[J].国际石油经济，2017，25（3）：26-33.

[4] 董绍华，张河苇.基于大数据的全生命周期智能管网解决方案[J].油气储运，2017，36（1）：28-36.

[5] 徐建辉，聂中文，蔡珂.基于物联网和大数据的全生命周期智慧管道实施构想[J].油气田地面工程，2018（12）：6-13.

[6] 王昆，李琳，李维校.基于物联网技术的智慧长输管道[J].油气储运，2018（1）：15-19.

[7] 刘锐，张利波，陈玉霞.物联网技术在输气站场建设中的应用展望[J].油气田地面工程，2017（6）：61-63.

[8] 曹闯明.油气长输管道巡检中的智能视频监控技术[J].油气储运，2018，37（10）：1192-1195.