管道巡檢監控指揮集成系統的應用

孫澤民，吳天俊，李桂香

中石化管道儲運分公司魯寧輸油處，山東鄒城 273500

1 緒論

石油是關系國家安全和國計民生的戰略性資源，是人類生存和發展的重要物質基礎，也是當今國際政治、經濟、軍事、外交關注的焦點。輸油管道連接東西、貫穿南北，大多地處荒郊野外，穿越崇山峻嶺，隨著國家經濟社會持續快速發展，輸油管道的改造、更新和埋設時時都在進行，因此輸油管道的安全成為國家安全重要組成部分之一。在輸油管道管理工作任務愈加繁重的情況下，為滿足日益發展的地方城市規劃和建設的需要，廣泛應用并具有廣闊前景的GIS 技術、用辦公自動化技術、WebGIS 技術、嵌入式GIS 技術和服務器無人職守技術等新興技術，開發建設“中石化管道儲運公司管道巡檢監控指揮集成平臺”，避免部分巡線人員工作不及時、敷衍了事的現象，能降低巡檢工作管理成本，能加快巡檢維修養護工作的處理速度，顯著提高管道設施安全指標。

能通過手持設備采集管道、閥門、管套等企業設施的GIS屬性數據，采集結束后，通過嚴格的權限控制和審核措施，自動將數據導入到GIS 系統中，保證設施屬性的及時更新。能夠大大降低數據維護工作量。

2 主要經濟技術指標

2.1 降低巡檢工作管理成本

系統通過智能手機實時上報的事件自動生成每一個巡視人員的巡視日志，巡視人員不再需要在巡視后專門返回辦公室填寫巡視日志，使得巡視日志的生成從2h 縮短到20min 以內。

系統通過智能手機實時上報的經緯度坐標，比對巡視工作指定的巡視區域和到位點，自動在電子地圖上顯示每一個巡視人員的實時位置，任意一個巡視人員離開巡視區域或者未達到指定巡視位置系統將在5min 之內發現并提示管理人員。

2.2 加快事故處理速度

巡視人員可以通過類似“發短信”的方式上報巡視中發現的事件，并可以在事件上報中附帶現場照片，使得事件的發現→上報→提醒全過程由原來的4 ～6 個小時縮短到5min 以內。

巡視人員上報緊急事故的時候，系統將同時提醒輸油處、巡檢部門、搶修部門、協調理賠部門，并將緊急事故的情況以短信方式發送到各個相關部門的主要領導手機上，使得緊急事故的上報在5 分鐘之內完成。

2.3 提高GIS 數據的可重用性和易維護性

GIS 系統和數據格式相同，相互之間進行轉換非常容易。

手持端更新數據可以更加實時的保證數據的準確性，這樣更大程度的利用GIS 系統的優勢。

2.4 提高整體人員生產效率

調度監控系統將整個指揮中心，巡檢人員，搶修以及其他相關部門緊密的結合在一起，大大的提高了部門之間在事件處理上的效率，也縮短了事件處理的時間。

2.5 提高企業信息化水平

提供巡檢日志按時間、班組、事件類型的查詢統計，并能夠按照巡視人員上報事件能通過手持設備采集管道、閥門、管套等企業設施的GIS 屬性數據，采集結束后，通過嚴格的權限控制和審核措施，自動將數據導入到GIS 系統中，保證設施屬性的及時更新。能夠大大降低數據維護工作量，實時了解設施屬性、壓力流量等信息。

3 系統建設原理

巡檢系統由GPS 智能手持端和系統管理平臺利用GPRS 網絡組成一個實時巡檢管理系統。巡檢人員在巡檢時攜帶手持式的GPS 智能終端，每隔20s（按巡檢方式不同可設置）自動向管理中心通過GPRS 網絡發送位置信息，若發現管線發生故障可以記錄在GPS 智能終端內，并可經GPRS 網絡傳回系統管理平臺，在需要檢查附屬設施處，工作狀態和運行參數也可以同樣的方式傳回系統管理平臺。系統管理平臺會對人員的位置信息，管線故障，設施的狀態和參數自動統計，分析合評估，并生成各類統計分析報表，通過巡檢到位報表了解巡檢人員的巡檢軌跡和巡檢到位情況；通過管線故障和設施狀態、參數等數據類報表可掌握、分析設施運行情況，缺陷分析。

4 系統設計原則

4.1 貼近需求

平臺的構想、設計、開發建設完全在對用戶需求充分調研的基礎上實施，結合以往該類項目的工作經驗，從實用出發，切實滿足輸油管道管理工作需求。

4.2 數據維護工作量小

系統的數據全部來源于已經建成的管道管理信息系統，數據完全共享，只需要對原GIS 系統進行數據維護，即可對巡檢系統進行數據維護。

4.3 高可靠性及性能穩定

在服務器端安裝大型數據庫系統，可以直接使用已有的雙機熱備份技術，加上數據庫本身的備份技術，充分保證了系統的高可靠性和系統運行的穩定性。

4.4 先進性

系統建立在擁有自主知識產權的GIS 平臺之上，實現了桌面系統、Web、手持設備共用一套空間數據庫的核心技術。通過在智能手機上的嵌入式開發，成功的把外業巡視人員納入辦公自動化范疇。

4.5 良好的可集成性

系統在設計中充分采用了SOA 的設計理念，一方面使得系統中的數據能夠通過公用接口方便的被其它系統使用，保證數據最大限度的被重復利用；另一方面面向服務的松耦合結構也保證系統容易與其它系統相互集成。

4.6 充分保證安全性、保密性

系統的安全性和保密性是通過數據庫技術來實現的，對每個角色都有嚴格的權限設置，使得工作安全責任有了嚴格地把關，明確責任。

4.7 系統的開放性

系統采用的都是開放技術，如工業標準的商業數據庫、通用的開發語言，標準的接口模式等，保證了系統的開放性。外部系統的接口可采用文件方式、數據庫方式、進程通訊方式，能將SCADA 系統、資產管理系統、現場在線監測系統等外部應用結合進來，從而實現企業級信息資源共享。

5 系統框架

5.1 系統組成

整個系統主要由三大部分組成：手持終端、數據中心、展示平臺。

1）手持終端：巡線工利用巡檢手持終端沿著管線進行巡線，將實時巡線信息通過巡檢終端進行采集并通過GPRS/GSM網絡傳輸到數據中心；

2）數據中心：位于各輸油處的機房服務器上，主要負責接收巡檢終端傳回的數據并進行分析處理和入庫工作；

3）展示平臺：負責將巡線信息展現到地圖上，管理人員利用此系統可以直觀的查詢跟蹤野外巡線工的巡線情況，以此為管線安全運營提供科學的決策依據。

6 系統功能

6.1 輸油處數據維護中心功能

6.1.1 管道設施監管

考慮管道、管徑、閥室、站場的連接情況、行政從屬劃分要素圖層，建立標準屬性表；完成基本的圖形編輯、添刪改查、自動維護拓撲連接關系；實現按標準格式批量導入數據。

6.1.2 設施管理

數據瀏覽、打印、查詢、統計、量算、定位、斷面分析。

6.1.3. 離線編輯

實現各個分站分別提交管線數據，遠程操作數據，輸油處統一審批入庫管理。

6.2 指揮監控端功能

6.2.1 地圖定位

地名定位，道路名定位，坐標定位，設施定位，站場定位，自定義區定位。

6.2.2 管線跨越監管

對管線所經過區域的公路穿越、河流穿越、河流跨越等危險地帶，可以根據屬性進行統計，使巡線員了解自己所負責區域穿跨越情況，方便及時監測。

6.2.3. 數據切換

各輸油處能夠按照需要自由的在全貌電子地圖和分站電力地圖之間自由切換.

6.2.4. 軌跡管理

顯示人員的歷史軌跡。

7 結論

中石化管道儲運公司管道巡檢監控指揮集成系統的實施，能將所有巡檢人員位置信息，設備狀態和運行參數可以實時，自動地進行匯總，最大程度保證了數據的客觀與真實，避免了各種人為因素，為管線及附屬設施的日常運行，維護保養提供有力的幫助。通過在智能手機上的嵌入式開發，成功的把外業巡視人員納入辦公自動化范疇。能加快巡檢維修養護工作的處理速度，顯著提高管道設施安全指標。

[1]GPS定位器的技術資料(百度網電子文獻).

[2]中石化管道儲運公司、分公司魯寧輸油處.輸油管道GPS巡檢管理制度，中石化管道儲運分公司輸油調度管理條例.

[3]辦公自動化技術的應用規范.