鄧幫輝 張瑤 朱軍凱 胡亞軍 蘇松山 商龍

中國石油塔里木油田公司

摘  要：采用GPS和GIS技術(shù)相結(jié)合的方式開發(fā)長輸管道智能巡線系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對管道巡護(hù)工作的有效管控。介紹了系統(tǒng)框架和主要功能，總結(jié)了系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)。系統(tǒng)的應(yīng)用提高了管道隱患或事件的處置效率，提升了管道運(yùn)行的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：油田；長輸管道；智能巡線系統(tǒng)；功能應(yīng)用

塔里木油田是西氣東輸?shù)闹鳉庠吹刂�一，隨著沿線地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，油田長輸管道所面臨的外部安全挑戰(zhàn)越來越大。為了克服傳統(tǒng)管道巡線模式的不足，基于油氣長輸管網(wǎng)測繪及信息化處理成果，采用GPS（全球定位系統(tǒng)）移動終端和GIS（地理信息系統(tǒng)）平臺相結(jié)合的方式，開發(fā)了油田長輸管道智能巡線系統(tǒng)，以期使管道巡檢工作更加精細(xì)化、規(guī)范化和智能化，保障油氣輸送安全。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 總體框架

智能巡線管理系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳 輸、數(shù)據(jù)存儲、業(yè)務(wù)支撐等五部分組成（圖 1）。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)據(jù)安全傳輸：為保障巡線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)安全傳輸，在移動終端內(nèi)嵌加密卡，數(shù)據(jù)加密后經(jīng)過移動平臺進(jìn)行外網(wǎng)與石油內(nèi)網(wǎng)的轉(zhuǎn)換，最終數(shù)據(jù)傳輸至內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（圖 2）。

數(shù)據(jù)緩存：油田長輸管道分布區(qū)域廣，部分地區(qū)沒有網(wǎng)絡(luò)信號，移動終端采用本地?cái)?shù)據(jù)緩存機(jī)制，可根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信號情況自動啟動上傳線程與服務(wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

斷點(diǎn)續(xù)傳：一個大文件劃分為幾個部分，每個部分用一個線程上傳文件，如果碰到網(wǎng)絡(luò)故障，可繼續(xù)上傳下載未完成的部分，節(jié)省時(shí)間，提高速度。

數(shù)據(jù)位置糾偏：移動終端通過衛(wèi)星定位直接獲取位置信息，而PC端GIS地圖中的管道位置是通過偏移處理過的，其GPS位置數(shù)據(jù)與PC端GIS地圖結(jié)合時(shí)會產(chǎn)生偏差，系統(tǒng)用絕對位置進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)換可獲取相對位置，在與GIS結(jié)合后消除偏差。

2 系統(tǒng)主要功能

2.1 巡線計(jì)劃管理

計(jì)劃制定：巡線計(jì)劃分為日常巡線計(jì)劃和臨時(shí)巡線計(jì)劃。巡線管理人員根據(jù)工作安排制定每個巡線人員的巡線范圍、巡線采集的數(shù)據(jù)項(xiàng)等要求，通過系統(tǒng)PC端派發(fā)到巡線人員手持移動終端。

計(jì)劃執(zhí)行：巡線人員通過手持移動終端接收任務(wù)計(jì)劃并開展巡線工作。

任務(wù)周期設(shè)置：巡線任務(wù)一旦派發(fā)，不會輕易改變，系統(tǒng)提供巡線任務(wù)延續(xù)功能，不需要重新派發(fā)新的巡檢任務(wù)，減輕管理人員工作量，提高工作效率。

2.2 巡線軌跡記錄

手持移動終端自動實(shí)時(shí)獲取GPS定位數(shù)據(jù)并與系統(tǒng)保持實(shí)時(shí)通訊，管理人員能夠隨時(shí)查看所有巡線人員的實(shí)時(shí)位置。

巡線軌跡記錄：系統(tǒng)按天記錄巡線人員軌跡，也可以選擇某一時(shí)間段查看指定巡線人員的巡線軌跡，并自動記錄巡線人員在線時(shí)間、行走距離、某一位置的停留時(shí)間。

軌跡評估：對一段巡線軌跡放大顯示，可顯示出巡線具體時(shí)間以及與管線的距離。

2.3 巡線問題管理

問題上報(bào)：巡線人員通過手持移動終端以照片、文字等方式上報(bào)發(fā)現(xiàn)的異常問題給系統(tǒng)。問題所在的管線、地點(diǎn)均可自動從GIS地圖中讀取。

問題管理：管理人員在系統(tǒng)查看巡線人員上報(bào)的各種現(xiàn)場問題，根據(jù)問題類型或事件緊急狀態(tài)確定處理方法和處理部門，并對問題處理過程進(jìn)行跟蹤閉環(huán)管理。也可以對巡線人員誤報(bào)、錯報(bào)的問題進(jìn)行修改或刪除。

問題分析統(tǒng)計(jì)：系統(tǒng)對上報(bào)的問題按管段、問題類型、區(qū)域分別統(tǒng)計(jì)在某時(shí)間段出現(xiàn)問題的次數(shù)。

2.4 報(bào)表統(tǒng)計(jì)查詢

系統(tǒng)提供巡線日報(bào)的自動生成和統(tǒng)計(jì)功能，包括當(dāng)天巡線報(bào)表和管道運(yùn)行報(bào)表、管道沿線閥室壓力溫度歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、第三方施工查詢等。

2.5 巡線考核管理

系統(tǒng)每天定時(shí)對巡線人員當(dāng)天的巡線工作成果與巡線任務(wù)自動匹配、計(jì)算，生成每個巡線人員的績效考核成績。

巡線路徑比對：當(dāng)天巡線軌跡與巡線路徑的比對，計(jì)算巡檢軌跡符合度。

巡線時(shí)效性分析：系統(tǒng)以有效位置在線時(shí)間與日常規(guī)定巡線時(shí)間計(jì)算差值進(jìn)行比對，差值越小越好。

數(shù)據(jù)完整性：管道、閥室和穿跨越等設(shè)施的檢查數(shù)據(jù)項(xiàng)與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行比對。

2.6 及時(shí)通信

系統(tǒng)能夠向所有巡線人員實(shí)現(xiàn)信息廣播，也可以針對某個移動終端單獨(dú)發(fā)送消息，包括：特情、天氣預(yù)報(bào)、災(zāi)害播報(bào)等。移動終端也可以通過即時(shí)通信，向系統(tǒng)或者其他移動終端發(fā)送各類消息。

2.7 系統(tǒng)設(shè)置

訪問權(quán)限：為加強(qiáng)數(shù)據(jù)信息等安全管理，為不同角色的用戶設(shè)置不同的系統(tǒng)訪問權(quán)限。

通話設(shè)置：移動終端只能撥打設(shè)置的電話，如生產(chǎn)電話、應(yīng)急電話等，其他電話無法撥打。

應(yīng)用更新：系統(tǒng)為手持終端推送APP更新服務(wù)，巡線人員根據(jù)自動彈出的系統(tǒng)更新提示，點(diǎn)擊確認(rèn)即可在線更新。

3 系統(tǒng)創(chuàng)新點(diǎn)

（1）靈活配置巡線任務(wù)。塔里木油田長輸管線分布區(qū)域廣，部分管段處于無人區(qū)，中心基地與部分管線距離遠(yuǎn)，一條管線分成幾條管段由不同班組進(jìn)行巡檢。因此將管線、管段、閥室、陰保樁等用生產(chǎn)實(shí)體表示，每個生產(chǎn)實(shí)體可靈活配置數(shù)據(jù)采集項(xiàng)和檢查項(xiàng)，與班組管理和巡線計(jì)劃結(jié)合，靈活指派各班組巡檢任務(wù)。

（2）提升巡線管理效率。管理人員在PC端可直觀查看當(dāng)天各班組人員實(shí)時(shí)巡線位置、任務(wù)完成情況（合格數(shù)量、不合格數(shù)量、未完成任務(wù)、不合格原因）、問題上報(bào)情況（問題等級、所在位置、問題描述和照片等），同時(shí)用不同的標(biāo)記和顏色直觀展示任務(wù)完成情況和問題上報(bào)情況，便于管理人員直接關(guān)注重點(diǎn)。

（3）實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)區(qū)域關(guān)注。結(jié)合巡線上報(bào)問題歷史數(shù)據(jù)，分類統(tǒng)計(jì)問題數(shù)據(jù)，并利用GIS技術(shù)查看各類問題的分布，利于管理人員針對重點(diǎn)區(qū)域制定解決方案。

（4）拓展管道相關(guān)數(shù)據(jù)。移動終端提供了在線位置管道屬性數(shù)據(jù)瀏覽功能，所展示的長輸管道是距離移動終端最近的長輸管道，展示當(dāng)前位置1公里范圍內(nèi)管道基本信息、高后果區(qū)數(shù)據(jù)、管道檢驗(yàn)信息等內(nèi)容。

（5）任務(wù)導(dǎo)航和提醒。利用移動端GIS地圖，實(shí)現(xiàn)了巡線路徑、巡線軌跡和巡線任務(wù)完成情況在移動終端綜合展示。同時(shí)利用當(dāng)前位置信息，在接近巡線任務(wù)1公里時(shí)，移動終端會自動提醒巡線人員即將開展的巡線任務(wù)。

4 系統(tǒng)應(yīng)用

智能巡線管理系統(tǒng)于2017年10月正式上線運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了對油田長輸管道全線覆蓋，確保了管道巡護(hù)過程中不留盲點(diǎn)，提高了巡護(hù)工作的時(shí)效性。結(jié)合閉環(huán)管理機(jī)制對問題進(jìn)行快速處理，最大限度減少管道事件發(fā)生，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)巡線模式的不足，顯著提高了管道運(yùn)行的安全性和可靠性，提升了油田管理的信息化水平，為保障管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。

作者簡介：鄧幫輝， 1990年生，重慶梁平人，助理工程師，主要從事管道和站場完整性管理工作。聯(lián)系方式： 0996-2176064/17797971761，dengbh-tlm@petrochina.com.cn。