管道完整性數據的幾個關鍵問題研究

李謙益

陜西省天然氣股份有限公司（陜西西安710016）

管道完整性數據的幾個關鍵問題研究

李謙益

陜西省天然氣股份有限公司（陜西西安710016）

準確與完整的數據是管道完整性管理的基石，數據管理貫穿于完整性管理循環的始終。由于長輸管道距離長且時空跨度大，使管道數據呈現出紛繁復雜、數據量龐大的特點，如何科學地制定數據標準，合理地管理數據，使其發揮應有的作用，有效地進行風險識別和評估，是管道完整性管理得以順利開展的關鍵因素。基于數據基準、數據質量和數據安全3個方面，全面分析了數據對管道完整性管理所產生的影響，提出了數據基準是根本、數據質量是關鍵、數據安全是保障的論點，以引起業界對底層數據給予更多的關注。

管道完整性數據；數據基準；數據質量；數據安全

管道從設計到施工和運營,將產生大量的數據，一條管道在管道建設期就會產生上千本資料，一個焊縫就會有上百條信息,在運營期每天都會產生上百個報表，同時管道周圍的交通、人口、經濟、氣象和地質等因素，更是紛繁復雜[1]。面對如此龐大、種類繁多的管道數據,如何科學地管理，滿足專業分析、維修維護等的需要，發揮其應有的作用，成為管道完整性管理的重要問題。完整與準確的數據是管道完整性管理的基石，所以數據方面的問題顯得尤為突出。

根據資料及調研情況，當前管道完整性管理系統建設工作存在以下3種問題：采集各類基礎數據，而不是進行測繪基準的建設；開發過多的軟件功能，而將數據成果的質量置于腦后；過于注重數據的可視化表現而輕視了數據的準確性、可靠性和安全性。而在這3個方面中，任何一方面出現問題都會引起系統發生錯誤、崩潰或縮短其運行周期[2]。對數據基準、數據質量、數據安全在管道完整性管理中的作用進行具體分析。

1 數據基準

測繪基準在數據收集中發揮了舉足輕重的作用，例如每個城市都有自己的基礎控制點，而不同的基礎控制點就構成了城市測繪基準，正是基于這樣的測繪基準，城市才得以規劃、建設和發展；同樣，長輸管道也應有自己的測繪基準，管道的設計、建設和運行等重要環節都離不開空間位置信息，基礎控制點所構成的測繪基準決定了管道走向及其在線要素和離線要素的位置，所以長輸管道也需要建立起自己的測繪基準。

管道企業對于設計資料、勘察資料、施工數據、竣工資料和生產運營數據等十分重視，并且斥巨資購買來國家地形圖數據和衛星影像數據等。但在建立管道完整性管理系統時發現，設計資料屬北京54坐標系，竣工資料又屬西安80坐標系，外檢測數據屬國家大地2000坐標系，衛星影像數據屬WGS84坐標系，資料的數學基準不一致，五花八門，數據無法整合到一起；即使在同一坐標系下的相同要素，而處在不同工序期間的坐標也套合不到一起，如同一轉角樁，設計期的數學坐標就與建設期的數學坐標套合不到一起，存在較大的差異。這些資料不是基于同一個數學基準，設計期設計單位搞一套基礎控制點，建設期施工單位又搞一套控制點，管道運營期管道企業又搞了一套控制點，不同期的數據基

于不同的數學基準，就產生了數據混亂的現象[3]。所以，在管道建設的最初期，即在設計初期，就需要測設基礎控制點，建立一個準確、完整和標準的測繪基準，并在未來的管道規劃、建設和運行中，嚴格貫徹和執行這一數學基準，設計方、施工方、供應方、監理方和管道企業所提交的位置信息就必需依賴這一測繪基準。

測繪基準是管道的規劃、建設和維護管道完整性管理的根本。因此，管道企業應在進行管線規劃和維護前建立企業自身的測繪框架。并應注意以下兩個方面。

1.1 埋石

為了確定管道測繪框架的數學基礎，應在管道沿線埋設一系列基礎控制點，要求如下。

1）應以20~30km為平均基線邊長，并均勻布設在長輸管道沿線附近。

2）點位的選擇應遵循以下原則：交通便利、使用方便、便于長期保存，如站場院內或閥室的內部。

3）為了能夠準確確定事故多發點，應在容易遭到腐蝕或破壞的管道區域附近布設基礎控制點。

1.2 坐標系

測繪基準涉及到以下4個常見的坐標系，分別為：1954北京坐標系、1980西安坐標系、2000國家大地坐標系（簡稱CGCS2000）和WGS84坐標系[4]。其中，1954北京坐標系、1980西安坐標系和2000國家大地坐標系均為我國的法定坐標系。

建國以來，國家測繪地理信息局先后于20世紀50年代和80年代建設了基于參考橢球的國家大地坐標系統（參心坐標系）——1954北京坐標系和1980西安坐標系，測制了各種比例尺地形圖，并應用于國民經濟和社會發展的各個領域，提供了基礎的測繪保障服務。

2008年經國務院批準，國家測繪地理信息局向社會公開發布2000國家大地坐標系，并于2008年7月1日正式在全國啟用2000國家大地坐標系。2000大地坐標系是我國自主建立的地心坐標系，是經國務院批準使用的新一代國家大地坐標系，適應現代空間技術發展趨勢，能夠滿足各領域業務工作需求。按照國務院要求，我國到2016年將基本完成1954北京坐標系和1980西安坐標系向2000國家大地坐標系的轉換，2018年將全面完成轉換，屆時，將停止使用1954北京坐標系和1980西安坐標系。

所以，在管道行業推廣和使用CGCS2000坐標系是義不容辭的責任和法定義務。2000國家大地坐標系將是我國唯一合法的國家坐標系，1985國家高程系統為國家法定高程基準。

2 數據質量

在我國的管道建設工程項目中，對于管道空間數據的采集和存儲不夠重視,有的管道建設工程項目就沒有安排這項工作。根據作業規范，管道施工回填作業應與焊縫坐標測量一同進行，但是在早期的管道作業中忽略了焊縫坐標測量[5]。所以，完整性管理人員在判斷管道的走向時只能以設計資料為依據，而設計資料在施工過程的變化及在竣工資料中的真實體現，帶來的可信度較低，利用率不高。近些年，隨著完整性管理的不斷深入，也勉強采集了焊縫坐標，但是出于應付管道數據完整性的需要，明顯對此項工作重視不夠，采集工作的職責和界限也不夠明確，沒有測繪資質的施工方也參與到空間數據的采集工作當中，由于測繪方法使用不當及測繪精度無法達到要求，不能滿足管道完整性數據采集的技術標準。

數據質量的基本指標包括數學精度、屬性精度、時間精度、邏輯精度和數據完整性等。管道完整性管理工作還需要收集管道設施周邊適當范圍內的城鎮居民情況、社會經濟發展情況、緊急狀態下的應急響應、地質地貌資料，以便于開展管道高后果區識別和完整性評價等工作。由于諸多條件的制約，收集資料的工作進行起來非常困難，且費用支出較大，而資金的限制往往會出現在實際的完整性管理系統建設當中。數據質量問題成為了當前管道完整性管理系統發展的瓶頸，總之，數據質量問題的案例不勝枚舉，給計算機輸入的是垃圾，計算機輸出的也是垃圾。

軟件僅依據特定算法對數據進行分析，解決不了數據本身的問題，也無法彌補數據的缺陷。在數據收集工作不成熟的情況下，數字管道工程也無法進行。所以，數據質量應該同軟件功能得到同樣足夠的重視，完整與準確的數據是管道完整性管理的基石。

3 數據安全

網絡通信系統的搭建是管道完整性管理系統建設中的一項重要工作。服務器是網絡通信系統的核心設備，它負責儲存和共享管道設計、建設及運營過程中產生的所有數據和信息。

長輸管道是國家的能源生命線，依據《中華人民共和國保守國家秘密法及實施法》規定，國家將管道及其主要附屬設施的坐標作為重要保密數據

進行保存，以保障國家能源安全。

為了保證國家的主權和領土安全，依據《國家基礎地理信息數據保密辦法》和《測繪管理工作國家秘密范圍的規定》，地理數據應作為國家級保密資料進行保存。

隨著互聯網技術的不斷發展和數字管道系統的廣泛應用，黑客和電腦病毒無處不在，時刻威脅著管道及其主要附屬設施位置坐標、服務器儲存的數據信息和地理數據等國家級保密資料的安全。因此，每一個信息工作者應將如何在互聯網世界中通過技術和管理手段來保護數據信息的儲存和傳輸安全，作為首要問題來特別研究。

4 結束語

當前，長輸管道產業的發展日新月異，隨之而來的管道完整性管理工作任重道遠。如何對管道完整性管理投資進行合理分配，如何使管道完整性管理系統融入企業生產管理，如何讓管道完整性管理系統解決企業生產問題并進一步產生經濟與社會效益，成為了擺在每個管道完整性管理者面前的應該重點思考的問題，而完整的數據管理是做好管道完整性管理的前提和保障。通過本文，希望信息工作者能夠重新審視數據基準、數據質量和數據安全在管道完整性管理工作中的重要作用，對數據問題給予足夠的重視，為發揮管道完整性管理的應有作用、推動國家經濟發展做出貢獻。

[1]劉陽燕,袁泉.“管道完整性管理”建設中關于數據中的核心問題[J].內江科技,2010，31(4)：121-122.

[2]姚偉.管道完整性管理現階段的幾點思考[J].油氣儲運, 2012,31(12):81-83.

[3]陳俊勇.改善和更新我國大地坐標系統的思考[J].測繪通報,1999(6):2-4.

[4]杜麗紅,姚安林.數字化管道及其應用現狀[J].油氣儲運, 2007,26(6):7-10.

[5]林君強.基于空間數據質量及其精度分析[J].福建廣播電視大學學報,2007(1):75-77.

Accurate and complete data is the cornerstone of the pipeline integrity management,data management is always throughout the integrity management cycle.The large time and space span of long-distance transmission pipeline makes the pipeline data complex and massive,and to scientifically establish data standards and rationally manage data to make the data to play its role,effectively identi?fy and assess risk is the key factor to the pipeline integrity management.Based on data base,data quality and data security,the impact of data on pipeline integrity management is analyzed in this paper,and the argument that the data base is fundamental,the data quality is the key,the data security is the guarantee is put forward in order to cause the industry to more attention to the basic data.

pipeline integrity data;data base;data quality;data security

學敏

2016-07-15

李謙益（1969-），男，高級工程師，現主要從事天然氣企業管理工作。