智慧管道技术现状及发展趋势

刘志国 中国石油天然气管道工程有限公司沈阳分公司

伴随着我国油气产业的系列改革，新时期已经基本实现对传统模式的转型升级，构建了以信息化与自动化技术为基本路径的数字管道发展模式，由于其智能化程度相对较高，运营管理效率相对智能，因此，一般也将其称为智慧管道。尤其是在管道行业，智慧管道已经成为促进其产业化发展的主要方向，既可以优化现行管道产业链，也可以通过智慧管道进一步促进管道运输效用生产效率的提升。下面以此为出发点对主题展开具体探讨。

一、智慧管道技术发展现状分析

（一）国外现状分析

智慧管道技术在国外的研发相对较早，也产生了较为成熟的产品。一方面，在智慧管道发展中，以发达国家为主，在信息技术发展的同步发展了智慧管道技术；另一方面，将管道业与智慧管理技术进行了资源融合，形成了相对完整的生命运营周期。以美国为例，运用统一的GIS-地理信息系统，对管道数据与地理环境数据及信息系统进行了全面对接，从而使管网模型系统、设备管理系统、视频监控系统等在智慧管道应用中全面促成了所有管道运行的实时动态数据管理。以英国为例，PB公司通过设备更新，将管道资产与人力资源及自然环境进行了统筹规划，对智慧管道实施了精准定位下的全方位安全监控。

（二）国内现状分析

与国外相比，国内的智慧管道主要应用于油气管道，从应用经验看，西气东输冀宁联络线于2004年首次应用智慧管道技术，后续工程中也增加了实时数据采集与管网运行监控系统，采用的模式以集中监控，全面运行实时调试为主。中石化在三年后实施的数字管道建设工程，也实现了管道地理信息系统及相关系统的全面建设，完成了数据覆盖全线管道及相关附属设施目标。从发展阶段分析，我国现阶段依然处于发展阶段，但是，目前在建的中俄东线天然气管道工程中，中石油已经于2017年宣布“开启智慧管道建设”，并提出了全生命周期管理目标与，由此开始中国智慧管道建设水平已经基本与发达国家持平。

二、智慧管道技术发展趋势分析

从难点与问题方面看，数据标准统一、智能决策支持技术、系统稳定运行效率方面，仍然存在明显的问题需要克服；其次，在现阶段的系统建设中，同步性相对较差，而智慧管道的建设需要系统建设的同时，按照体系化管理需求，配置各项配套资源，所以，在建设环节仍然有许多难点存在。下面从总体架构与平台功能方面的发展情况进行分析。

（一）智慧管道总体架构

从当前智慧管道技术发展趋势分析，智慧管道总体架构相对完整，典型性的智慧管道总体架构也已经形成，因此未来的发展主要集中于由理论架构向应用层面的技术转化方面。具体而言，现阶段智慧管道的总体架构以三层设计为准：首先，在“数据层”纳入设计数据、采购数据、施工数据、安全管理数据、环保管理数据、固定资产数据、生产高度数据等，使技术路径与管理路径实现了数据层的统一管理；其次，在“服务层”按照“数据化交付”与“三维模型”、“主数据抽取、转换、加载”建立了“地理信息+三维模型+专家支持+移动应用”的一体化服务体系；第三，在应用层，透过“管道数据管理”、“管道完整性管理”、“管道运行管理”、“管道应急管理”、“管道综合管理”等实现了对其应用中的全面管理。由此也会智慧管道的智能化应用提供了坚实基础。

（二）智能管理平台核心功能

根据现阶段发展现状与经验分析，智慧管道建设中的智能管理平台核心功能体现在四大方面，具体如下：首先，在“可视化管理和数字化移交”功能方面，其中包括施工现场可视化管理与三维设计可视化管理，能够确保承包商、分包商、业主在智能管理平台，实时查询相关持续更新的三维模型，并对施工现场情况进行实时监督，尤其是智慧手持终端的使用可以记录和管理现场施工，提升工程质量管理水平与管理效率。其次，在“运行管理”功能方面，主要包括“管道巡线管理”、“管道运行管理”、“管道隐患管理”、“管网仿真模拟”、“设备培训管理”，旨在通过此类功能实现对其工况的管理及管理运行程序的优化。第三，在“管道应用管理”中，通过移动视频、检测设备能够有效监控各类应急情况，若发生应急风险，则会根据管理周边环境敏感数据迅速响应，并通过预案维护、展示、应急模拟演练，一键式输出应急预案。第四，在“管道数据挖掘与知识决策”方面，“物联网+云计算”共同促进了大数据运算效率与处理水平，可以有效解决管道运行中的各类信息反馈及相关问题。

三、结束语

总而言之，数字管道建设的逐渐推广，使智慧管道成为了管道业进一步发展的重点方向。因此，一方面应该积极扩大对智慧管道相关理论与技术的研究，并通过科研与产业之间的联合，促进智慧管道方面的“工业设计”能力；另一方面，在新时期智慧管道建设的开展将有力提升其数据应用频率与效率，提升管道业的整体升级。建议在新时期增强智慧管道产品的研发设计，优化其生产制造产业链条，为其后续以产业化生成社会效益与经济效益奠定生产管理标准制定基础，为未来在国际智慧管道产业争夺“定价权”提供技术支撑。