長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)階段數(shù)據(jù)模型的搭建及作用

金 欣

（中石化中原石油工程設(shè)計(jì)有限公司，河南鄭州 450003）

作為關(guān)系到國(guó)民發(fā)展大計(jì)的重要支柱，長(zhǎng)輸管道的設(shè)計(jì)和建設(shè)具有周期長(zhǎng)，覆蓋地區(qū)廣泛以及對(duì)于周邊環(huán)境影響較大等特點(diǎn)，并且在運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中有較大困難。因此，對(duì)長(zhǎng)輸管道從開(kāi)始設(shè)計(jì)、規(guī)劃施工、運(yùn)行維護(hù)以及到報(bào)廢處理整個(gè)使用年限中，應(yīng)進(jìn)行綜合性管理。外部環(huán)境對(duì)管道的使用年限有著重要的一個(gè)影響，在掌握了建設(shè)環(huán)境的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，采取相關(guān)的針對(duì)性保護(hù)措施，使得管道的運(yùn)行對(duì)于周?chē)沫h(huán)境影響最低，并且能夠保證管道不受影響。因此對(duì)長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析顯得尤為重要。搭建數(shù)據(jù)模型作為管道建設(shè)設(shè)計(jì)重要的部分，需要確保模型下的管道運(yùn)行的可行性，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和資料的建模，對(duì)路線圖的規(guī)劃和指南針的運(yùn)用，確保規(guī)劃設(shè)計(jì)下的長(zhǎng)輸管道能夠管控。因此，以長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)為核心，提高長(zhǎng)輸管道的使用年限，確保長(zhǎng)輸管道能夠健康發(fā)展。

1 長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)階段數(shù)據(jù)模型搭建過(guò)程中存在的問(wèn)題分析

在以往的設(shè)計(jì)過(guò)程中，所有的數(shù)據(jù)和文件都是以文件的形式進(jìn)行存儲(chǔ)和保護(hù)的，這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)資料往往只作為電子文件，沒(méi)有與其他的建設(shè)實(shí)體施工發(fā)生內(nèi)在的聯(lián)系，例如，識(shí)別圖片或者數(shù)據(jù)是屬長(zhǎng)輸于管道的組成部分，具體位置只能夠通過(guò)相關(guān)的工作人員進(jìn)行手動(dòng)選擇和查找，才能夠準(zhǔn)確得到數(shù)據(jù)的類型以及那個(gè)地方，圖片或者數(shù)據(jù)本身與管道之間不存在直接的聯(lián)系，導(dǎo)致管道的運(yùn)行維護(hù)存在著困難，數(shù)據(jù)查詢和施工信息方面的統(tǒng)計(jì)不容易得到統(tǒng)計(jì)管理，一些歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)不能夠及時(shí)的保存和查詢，導(dǎo)致出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候不能夠及時(shí)的解決。

目前，中國(guó)石油在管道方面已經(jīng)建立了一套比較完善的數(shù)據(jù)體系，包括長(zhǎng)輸管道管理數(shù)據(jù)庫(kù)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)等不同類型的數(shù)據(jù)管理應(yīng)用體系，數(shù)據(jù)管理應(yīng)用體系屬于不同業(yè)務(wù)板塊，在當(dāng)前的管理中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編碼結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此在管道數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)、采辦以及運(yùn)行維護(hù)等各個(gè)方面應(yīng)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和編碼規(guī)則統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)管道數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

2 搭建長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型

2.1 數(shù)據(jù)模型基本結(jié)構(gòu)

管道數(shù)據(jù)模型的基本結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）主要涉及管道實(shí)體和信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)模型庫(kù)中，主要通過(guò)定義管道實(shí)體關(guān)系和結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性來(lái)實(shí)現(xiàn)搭建。在長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)階段需要嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的遵守，根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行合適的選擇設(shè)計(jì)方案。根據(jù)工程項(xiàng)目進(jìn)行數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)，保證實(shí)際效果滿足設(shè)計(jì)要求，為工程項(xiàng)目合理運(yùn)用數(shù)據(jù)模型提供保障。

圖1 管道數(shù)據(jù)模型的組成

針對(duì)同一個(gè)管道工程，設(shè)計(jì)的長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型需要進(jìn)行及時(shí)更改創(chuàng)新，例如在初步研究設(shè)計(jì)和詳細(xì)的設(shè)計(jì)之間存在改進(jìn)，確保數(shù)據(jù)模型的及時(shí)更新。針對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)，也可以分成不同的層面進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，例如長(zhǎng)輸管道的東段和西段之間的差異設(shè)計(jì)。不同版本的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)作為不同設(shè)計(jì)項(xiàng)目的基本區(qū)分點(diǎn)，保障工程與設(shè)計(jì)項(xiàng)目構(gòu)成一比多的關(guān)系，在設(shè)計(jì)項(xiàng)目中應(yīng)加入長(zhǎng)輸管道工程特點(diǎn)。

工程實(shí)體向上衍生就是該工程的基本管理要求，例如在西氣東輸?shù)墓艿拦竟芾硪笾校瑢?duì)于天然氣西一線與西二線的管理之間的差異。因此，長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要注重不同組織和工程之間的相互關(guān)系，確保管道工程的設(shè)計(jì)中，融合管理單位的特點(diǎn)。同樣還需要向下衍生，到戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)體，構(gòu)成1∶M關(guān)系，并且在戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)體中加入所屬項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)單位子功能。以此類推。

在長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型的搭建中，需要注重長(zhǎng)輸管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，同樣對(duì)其他內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)控制，例如設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)模型編碼屬性，確保統(tǒng)一編碼的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)編碼、工程項(xiàng)目編碼、管道編碼等功能進(jìn)行嚴(yán)格要求，確保數(shù)據(jù)模型搭建具備一定統(tǒng)一性。

2.2 搭建長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型

長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)模型的搭建，需要對(duì)長(zhǎng)輸管道的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，同樣設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化的模型數(shù)據(jù)，可以利用設(shè)計(jì)系統(tǒng)本身自動(dòng)提取與保存，也可以通過(guò)人工的方式進(jìn)行保存確認(rèn)；在長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)過(guò)程中，涉及的非機(jī)構(gòu)性數(shù)據(jù)需要人工進(jìn)行保存和收集、例如常見(jiàn)的長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)圖紙、說(shuō)明書(shū)、資料表等相關(guān)內(nèi)容。在搭建模型設(shè)計(jì)文件中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)量相對(duì)繁瑣，數(shù)據(jù)或者文件需要進(jìn)行項(xiàng)目分解處理，確保搭建長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型輸出的文件的完整性。

根據(jù)管理要求需要在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中應(yīng)用管道設(shè)計(jì)WBS體系，按照標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層或者樹(shù)狀圖進(jìn)行分析，并且通過(guò)代碼的形式進(jìn)行標(biāo)注，新的WBS體系能夠很好地完成從高到低進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注。對(duì)于管道設(shè)計(jì)WBS體系的主要兩段：第一段對(duì)于管道實(shí)體的分解，通過(guò)分析各個(gè)單位之間的關(guān)系。比如說(shuō)項(xiàng)目、子項(xiàng)目以及單項(xiàng)工程等，第二段時(shí)對(duì)于專業(yè)設(shè)計(jì)成果的分析，比如設(shè)計(jì)圖紙等。

由此可見(jiàn)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段是通過(guò)對(duì)管道數(shù)據(jù)類型進(jìn)行定義，制定設(shè)計(jì)WBS編碼和項(xiàng)目數(shù)據(jù)模型的發(fā)布與設(shè)計(jì)。確保設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)基本形式插入數(shù)據(jù)記錄，并且及時(shí)進(jìn)行更新保存處理。

3 長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型主流程

在長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)中，以及標(biāo)準(zhǔn)WBS體系連接管道設(shè)計(jì)的主要干線，通過(guò)研究設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)知。長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型主流程從設(shè)計(jì)階段開(kāi)始到項(xiàng)目施工完成的整個(gè)過(guò)程，主要涉及管道項(xiàng)目開(kāi)始、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)收集、工作細(xì)化、任務(wù)下達(dá)以及工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)完成。數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)主流程主要包括三類的數(shù)據(jù)類型。

4 全生命周期數(shù)據(jù)模型的主要作用

通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)WBS體系確立，建立需求數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)使用管道、其他實(shí)體參數(shù)、數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)等工程項(xiàng)目細(xì)節(jié)建設(shè)，為信息數(shù)據(jù)的管理工作提供良好的支撐。使得管道工程的各個(gè)階段的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)信息化、結(jié)構(gòu)化，文件資料能夠進(jìn)行良好的保存，方便工作人員進(jìn)行查找，信息化的建設(shè)需要貫穿于整個(gè)建設(shè)周期中，實(shí)現(xiàn)管道工程的全生命周期管理。主設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)流程見(jiàn)圖2.

圖2 主設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)流程

建立基礎(chǔ)的長(zhǎng)輸通道數(shù)據(jù)模型如圖3所示，同樣為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、設(shè)計(jì)、施工、傳遞、共享等整個(gè)過(guò)程，模型進(jìn)行統(tǒng)一管理。對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，對(duì)編碼體系進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，建立長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫(kù)，并實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳輸，達(dá)到高質(zhì)量和高效率的業(yè)務(wù)質(zhì)量，確保信息的時(shí)效性。

圖3 管道全生命周期整體架構(gòu)示意圖

5 結(jié)束語(yǔ)

由此可見(jiàn)，長(zhǎng)輸管道數(shù)據(jù)模型搭建，需要以連接管道設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的主線，貫穿于整個(gè)工程項(xiàng)目建設(shè)周期中，確保設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并且讓管道設(shè)施進(jìn)行良好鏈接，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)成果的數(shù)字化。