油气管道类公司信息化规划思路

梁 晶

（浙江中控技术股份有限公司，杭州310053）

管道信息化发展大体经历了从传统管道管理到数字管道概念的提出再到智慧管道。在油气管网规模建设过程中，管道业务的“标准化、模块化、信息化”水平不断提高，基本实现了设计数字化、施工机械化、管理信息化。近年来，随着智慧管道概念的提出，管道信息化发展突飞猛进。然而管道信息化的发展历程也决定了管道信息化发展必然会遇到的问题，随着各类应用的不断增加，由于前期缺乏统一规划，导致系统应用之间存在壁垒，数据孤岛现象屡现。各管道公司已经意识到问题所在，并着手整体规划，试图从底层开始逐步整合调整，建设中台，支撑应用。

管道信息化发展趋势大致经历了3 个阶段。在2003年以前，为传统管道发展阶段，管道建设、管理、运营多以人为主，工艺过程自动采集与监控初步实现；约2003年到2017年进入数字化管道建设时期，逐步实现了管道及周边环境资料的数字化、可视化，管道运行综合应用、生产管理、完整性管理等信息系统应运而生；随着管道信息化的不断发展，智慧管道、智能管网等概念被提出，未来管道信息化发展将逐步实现管道数据的全面统一、管道系统感知交互可视、系统之间融合互联、管道供应精准匹配、运行智能高效、预测预警可控。

1 管道类公司业务现状

管道类公司的业务大体上可以总结为四大核心业务加一个支撑业务。其中核心业务包括工程建设管理、生产运行管理、设备管理及管道完整性管理（管道管理）。按照业务类型[1]及管理层级可进一步将管道类公司业务进行细分，如图1所示。

图1 管道公司业务图Fig.1 Business of pipeline company

信息化的发展目前主要依托于业务需求展开，整体来看，好的管道公司信息化整体对业务的覆盖率能达到80%以上，基本满足日常的应用，差一些的公司信息化水平较低，还处在起步阶段。但是依托于单个业务需求开发的信息系统往往会在整个业务协同方面产生互相孤立的问题，信息化对业务的满足也随着信息化自身的发展逐步显现出各种问题，如信息化应用效率降低，业务工作量反而增大等。

2 管道类公司信息化发展存在的问题

1）缺乏统一规划

长期以来，管道类公司信息化工作根据业务需求陆续开展，随着业务对信息化需求的不断提高，逐步完善各单一应用的开发。这也是信息化快速发展的必经阶段。然而当各种应用系统发展到一定程度，就会由于早起没有进行统一规划，引起应用间的互通问题。各个应用间就会出现功能重叠，数据杂乱、重复等问题，导致系统应用效果降低，工作效率下降。

2）缺乏业务提炼，没能形成业务中台及数据中台

目前，管道类公司信息化发展还是以满足生产需求为主要出发点，采用从应用入手，收集相关数据支持。随着管道类公司的业务发展方向及内容明确，管道类公司应该逐步对业务进行提炼，提炼共性业务，进行数据梳理，分类整合，提炼数据中台。逐步开展公司业务中台及数据中台建设，支撑管道类公司未来信息化应用的拓展完善。

3）各应用之前数据没有打通，信息孤岛现象严重

由于每开发一套新的应用系统，都要建设对应的数据库，且各个单独的应用系统在建设时没有过多考虑与其他系统的关系，导致各应用系统之间数据不能互通，功能出现重叠，最终导致业务出现交叉，工作界面不清，影响正常工作的开展。且由于数据不互通，各系统单独维护，也会出现数据不一致，不对等，数据重复录入等问题，使得大量数据不能发挥其应有的作用。

4）应用覆盖不全，用户体验较差

目前信息化发展仍然存在业务覆盖不全，由于基础设施建设等问题，一些业务的开展还需要线上线下结合的方式，甚至信息化应用还不如线下流程便捷。且系统间缺乏共享与集成，缺乏统一、便捷的访问入口，部分数据需要手工重复录入，效率较低，用户体验不高。

3 管道类公司信息化发展趋势

3.1 业务发展趋势

从业务上看，目前管道类公司的业务发展已较为成熟，针对管道的业务开展模式及业务流程相对稳定。未来业务的进一步发展需要靠信息化来推动。

比如，近年来，管道类公司业务的发展趋势有以下几个方面：

1）区域化管理趋势

未来将实现以大的站场为中心，周边卫星辅站覆盖，管道资源调配由分散管理向局部区域优化的趋势。

2）风险管控趋势由被动转为主动

随着各种技术的发展及应用，通过给管道加装智能感知设备，结合无人机、AR、人工智能等新技术的应用，开发系统及移动APP 的应用，再配合相应业务管理规范的制定，实现风险的主动识别、预警和管控。

3）逐步实现集中监视，远程调控，有人值守，无人操作

未来将实现压缩机等设备的一键启停，自动分输等远程操控。通过站场智能化改造，实现工况、设备的智能诊断。建立集中监视中心，监控现场生产，实现有人值守无人操作。

4）数字化转型，全生命周期管理

未来将逐步实现从工程建设到管道运行维护维修直到报废全生命周期数字化，实现数字化移交、数字化管理、数字化分析决策。

3.2 信息化技术发展趋势

目前油气行业面临着加速数字化、解决变革障碍、共享生态创新、IT 运营模式转变等亟待解决的形势，应积极扩大数字化转型规模，利用技术创新，引领业务变革，以适应企业内外变化。

国际一流管道企业作业标准化管理日趋完善，当前正应用物联网、GIS、智能设备、AI、数字孪生等技术开展管道运营数字化转型。搭建数字化管道统一管理平台，进一步深化资产完整性管理，全面融合生产运行管理，时间自主运营、智能化作业。

平台搭建：建立信息化统一技术平台，业务中台，数据中台，技术中台等，实现资源的充分共享利用，覆盖业务应用的全生命周期管理，助力企业获得持续创新的核心能力。运用统一技术平台，改变过去独立系统建设模式为平台应用服务模式，将过去满足业务需求开发周期从按年计算缩短到按周计算，从而及时响应业务变化，有效支撑业务快速发展。

数字孪生：充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据，在虚拟空间中完成映射，反映相对应的管道实体装备的全生命周期管理过程。

云计算技术：随着管道数字化的不断推进，管道数据巨量增加。通过云技术的应用，解决管道数据的采、存、管、传、用。实现管道数据云化，科学管理各类数据，统一数据应用，大大降低数据维护成本，为管道智能化、数字化发展提供载体支撑。

大数据技术：随着全球社会从传统工业时代向数字化时代转型，大数据已取代石油成为最有价值的资源。大数据技术之于管道生产运行，将帮助管道类公司实现管道运行状态分析，管输运行优化，事故风险预测，辅助营销决策等多个方面，分析来自不同源的海量数据，生成实时洞见，从而促进业务、管理创新。

管道物联网：开启一个全新的自动化集成水平，进一步减少人的影响，并为管道生产运行与资产维护创造更加安全、高效的环境。

AI（人工智能）：智能图像识别技术帮助完成管道资料的数字化、结构化；实现智能巡检；进行管网运行仿真，为管道安全平稳运行提供保证。

无人机巡线：无人机收集管道及周边环境的图像信息及相关数据，分析后有针对性的指导处置可疑目标，保障安全。

AR 技术：增强现实（简称AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术。在油气管道行业，AR 技术可以应用于管道的可视化、管道智能巡检、站场设备的检维修、管道缺陷定位、管道泄漏检测等多个专业。

4 管道类公司信息化发展规划步骤

4.1 中台提炼

信息化建设目的，归根结底是为业务服务，满足业务对信息化的需求。因此，业务的提炼及通过业务梳理出来的数据的提炼必然是信息化规划第一步的任务，只有理清业务及业务数据，才能为其设计更好的应用及交互。

1）提炼目标

中台的提炼包括业务中台及数据中台的提炼。提炼的目标是要对业务进行全面而深入的分析，须覆盖整个业务架构。考虑到下步中台可研或概要设计的易开展性和与前台、后台的相互协同[2]。能够支持或明确业务中台的单个服务及服务集合划分。能够支持或明确数据中台的数据架构模型中主题域、子主题域直至共享数据（数据实体）的识别和抽取。

2）提炼原则

中台的提炼是要提炼出能够支撑多个业务活动开展的共享服务业务放在中台。

公共数据、共享数据、特定应用的核心数据资产等三类关键数据的数据管理能力与数据服务能力建设适合放在中台，还应包括管道业务所特有的主数据。

通用数字化智能化能力，能够为多项业务赋能的数字化智能化能力建设，适合放在中台（如通过大量数据深度学习而获取的管道仿真模型、设备故障及失效模型等）。

3）业务中台提炼

按照管道业务特点及业务范围，分别从通用业务服务、专有业务服务、通用化智能能力3 个层面提炼出管道类公司的业务中台，如图2所示。其中涵盖了管道业务的4 个核心，即工程建设管理，生产运行管理，设备管理及管道完整性管理（管道管理）作为管道公司的专有业务服务。通过提炼的业务中台，实现对前台业务应用支撑作用。

图2 管道类公司业务中台模型图Fig.2 Business model diagram of pipeline company

4）数据中台搭建

在业务中台的基础上，根据业务将管道类公司涉及的数据进行分类整合，统一规划，形成管道类公司对应业务的数据资产，同时辅以数据引擎的驱动，实现数据的统一管理，最终实现数据中台的搭建。数据中台搭建是一个伴随管道业务及数据梳理的过程，需要找到管道类公司业务主数据，通过主数据再扩展到各个业务数据。数据中台的搭建将极大地规范化管道类业务数据的采、存、管、用，实现对上层数据应用的统一支持。管道类公司的数据中台搭建示例如图3所示。

图3 管道类公司数据中台模型图Fig.3 Data middle platform model diagram of pipeline company

4.2 蓝图规划

在对业务中台及数据中台提炼的基础上，构架管道类公司信息化建设的蓝图，实现信息化建设的统一规划，综合部署。规划蓝图应包含基础层（仪器仪表、各类数据库等），基础应用层（基于SCADA 系统开发的基础应用以实现数据的快速应用），中台层（包括业务中台、数据中台及技术中台），应用开发层（各类业务应用的统一部署）。其中，中台建设是核心，对下集成各类管道数据，对上支撑各类应用的开发。管道类公司的信息化规划蓝图示例如图4所示。

4.3 应用规划

在蓝图规划的基础上，逐步细化各层建设内容，其中，应用规划[3]部分尤为重要，需要充分结合公司业务，进行总体应用规划，应用之间应考虑业务边界，对于业务边界不清的，或业务有交互的环节重点设计规划，同时可以反过来推动现有业务的改善。在应用规划时，应同步考虑数据流，设计数据架构，验证完善数据中台架构，使整体规划完整可行。管道类公司的应用规划示例如图5所示。

4.4 其他规划

除了中台，蓝图及应用的规划外，作为完整的信息化规划，还应该考虑网络架构、数据架构、技术架构、标准体系、网络安全等详细设计，这些都是规划不可或缺的部分。

4.5 分步实施

在做好各类架构的基础上，按照整体蓝图规划及应用规划，将规划出来的工作及各应用分类展列，按照信息化开展逻辑、业务需求的急迫性及投资估算情况，将工作依次排开，整体规划，分为近期、中期、远期开展的工作，分步分批进行。同时做好时间规划及投资规划，根据公司实际情况开展后续工作。

在分步实施的过程中，注意实时滚动实施计划，动态调整实施步骤及时序，逐步完善规划内容，进一步提高规划的准确性。

图4 管道类公司信息化蓝图设计图Fig.4 Information blueprint design of pipeline company

图5 管道类公司信息化应用规划图Fig.5 Information application planning of pipeline companies

5 结语

本文从管道类公司业务入手，分析管道类公司信息化发展现状及存在的问题，分析了现阶段管道信息化发展趋势，并在此基础上提出了管道类公司信息化规划应如何开展。为后续管道类公司的信息化规划工作开展提供明确的思路。