智慧管道關鍵技術研究

段衛東 胡永泉

摘? 要：智慧管道關鍵技術要是研究物聯網、無人機、大數據等時下熱門技術如何應用于管道建設的全生命周期。其中，無人機技術應用于數據采集、管線監控監測;物聯網技術貫穿于管道運維的數據傳輸，設備高效互聯、協調配合;大數據應用于數據儲存、數據分析，同時還能將大數據與云計算、人工智能進行配合對數據進行智能化分析進而挖掘隱藏價值實現應急預演與決策。在以上技術的聯合運用下，管道運維更加系統化、智能化。

關鍵詞：智慧管道? 物聯網? 無人機? 大數據? 全生命周期

中圖分類號：TE83? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）03（a）-0027-02

在我國的油氣管網建設過程中，已從傳統管道建設向數字化管道發展的轉變，實現了基本的數字化設計、監控管理。而結合“端+云+大數據”體系架構建立基于“互聯網+”智慧能源的智能化管道模式，是提升油氣管道管理水平、促進行業發展的有效手段。時下，通過對“互聯網+”智慧能源的內涵特征的闡述，分析“互聯網+”智能化管道的現實需求，油氣管道行業提出了智慧管道的建設規劃。

目前我國已有不少管道公司在智慧管道的發展建設中，并結合物聯網、無人機、大數據等關鍵技術取得了重要成果，如中國石油天然氣集團公司將管道建設確定為技術發展的重點，開發了PIS完整性管理系統、GIS地理信息系統，為所轄油氣田和管道的在線檢漏、優化運行、完整性管理提供數據平臺;中亞天然氣管道公司其D線工程打造了一個基于物聯網的信息感知系統。在此發展趨勢下，為實現智慧管道數據全面統一、供應精準匹配、感知交互可視、運行智能高效、系統融合互聯、預測警告可控等特點，研究如何有效地與時下關鍵技術結合并運用于智慧管道全生命周期，是智慧管道關鍵技術應用的重難點[1-3]。

1? 關鍵技術應用研究

1.1 大數據在數據構建與分析挖掘方面的運用

所謂大數據（big data），是指無法在一定時間范圍內用常規軟件工具進行捕捉、管理和處理的數據集合。大數據特點：大量、高速、多樣、價值。大數據在智慧管道中的應用主要有兩方面。

一是構建管道的全生命周期的數據庫，在管道規劃、可行性研究、初步設計、施工圖設計、工程施工、投產、竣工驗收、運維、變更、報廢等整個生命周期內，整合各階段業務與數據信息，建立完整的管道數據庫，實現管道從規劃到報廢的全業務、全過程信息化管理[4]。

二是用于數據的分析挖掘。在管道建設的各個階段下會產生相應的管道建設數據、地理數據、設備數據、腐蝕數據、檢測檢測數據、運營數據、市場數據等存儲于數據庫中，此時可以通過大數據的時間倒序法、數據回歸法、關聯分析法、層次分析法、類聚分析法、智能優化法等一系列算法進行計算，實現相應的能耗、腐蝕控制及效率、風險、運營的管理[5]。

1.2 貫穿于全生命周期的物聯網技術應用

物聯網技術是智慧管道發展的技術支撐平臺，它可為實現智慧管道全面精準的感知提供豐富準確的技術手段。物聯網在技術架構上分為感知層、網絡層和應用層3層。感知層是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等采集現場各類信息傳感儀器儀表設備的數據。網絡層通過各類傳輸介質和通信技術按約定的協議實現數據傳輸。應用層進行數據集成和分析，繼而實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理[6-7]，物聯網應用層次結構如圖1所示。

1.3 無人機技術在數據采集與設施監控方面的應用

近年來，無人機已經在油氣長輸管道建設中得到良好的應用。管道控制中心一方面通過無人機收集現場影像與地形地貌、地表植被、周邊設施等數據存于數據庫中，同時與原數據相對比能夠及時發現滑坡、沖溝、第三方施工等風險因素。在數據采集中無人機具有工作效率高、安全性高、采集效果好、影響因素少等優勢。另外，無人機技術也可以對目標管道進行視頻監控，隨著計算機技術、物聯網技術的迅猛發展，視頻監控技術在長輸管道安全生產、應急管理等方面的數字化轉型升級蘊藏巨大潛力[8]。

2? 結語

該文主要介紹了時下各門熱門技術在智慧管道建設發展的全生命周期的不同應用，通過對大數據、物聯網、無人機這3項關鍵技術的典型應用實例說明了其技術應用的關鍵所在。當然智慧管道的關鍵技術并非只有這幾項，還有云計算、虛擬現實技術、人工智能等。智慧管道所智慧的關鍵并非與熱門技術的簡單結合，而是其關鍵技術交叉聯合、嵌套運用，形成一種關鍵技術網，智能化的運行。相信中國的石油管道行業能夠進一步研究探索，繼續利用“互聯網+”信息技術加快智慧管道的建設，最終達到世界先進水平。

參考文獻

[1] 李遵照，王劍波，王曉霖，等.智慧能源時代的智能化管道系統建設[J].油氣儲運，2017，36（11）：1243-1250.

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[3] 高鵬，譚喆，劉廣仁，等.2016年中國油氣管道建設新進展[J].國際石油經濟，2017，25（3）：26-33.

[4] 董紹華，張河葦.基于大數據的全生命周期智能管網解決方案[J].油氣儲運，2017，36（1）：28-36.

[5] 徐建輝，聶中文，蔡珂.基于物聯網和大數據的全生命周期智慧管道實施構想[J].油氣田地面工程，2018（12）：6-13.

[6] 王昆，李琳，李維校.基于物聯網技術的智慧長輸管道[J].油氣儲運，2018（1）：15-19.

[7] 劉銳，張利波，陳玉霞.物聯網技術在輸氣站場建設中的應用展望[J].油氣田地面工程，2017（6）：61-63.

[8] 曹闖明.油氣長輸管道巡檢中的智能視頻監控技術[J].油氣儲運，2018，37（10）：1192-1195.