淺談油氣管道安全管理信息化

李梅

（中國石化管道儲運有限公司鄒城輸油處，山東 濟寧273500）

隨著中國經濟的發(fā)展，各地的企業(yè)逐漸壯大起來，對能源的需求愈發(fā)旺盛，而作為工業(yè)發(fā)展血液的原油就成了經濟發(fā)展的必須能源，油氣管道作為油氣輸送的最佳手段，在中國從20 世紀70 年代發(fā)展至今已經有了幾十年的發(fā)展歷史。油氣輸送的關鍵就是如何保證全過程安全、快捷，傳統(tǒng)的技術雖然逐漸成熟，但是高投入、高成本、人財物的巨大投入，已經嚴重制約了企業(yè)安全的管控與發(fā)展。隨著信息技術的發(fā)展完善，數字化管道已經成為油氣輸送企業(yè)發(fā)展方向，安全管理信息化也成為必然趨勢。

1 安全管理信息化的重大意義

油氣管道輸送企業(yè)不同于其他行業(yè)，連接原油的生產油田和化工煉廠，是工業(yè)生產的關鍵環(huán)節(jié)，屬于高危行業(yè)，既要遵守普行業(yè)的通用安全規(guī)則，又有高危行業(yè)的特殊性。原油輸送的安全事故會帶來巨大的直接財產損失，同時會產生巨大的間接經濟損失和社會影響。如果原油管道出現安全事故，上游的油田或進口原油無法輸送，到港原油嚴重滯期將產生巨額的費用，下游石化煉廠無油可煉，沒有成品汽柴油、化工產品保證市場供應，會產生巨大的不良社會影響，因此保證油氣管道的安全生產意義重大。但是因設備老化、人員風險意識不到位、工程施工不按規(guī)程操作、違反操作流程等造成的事故屢見不鮮。隨時掌握全體員工的生產動態(tài)，實現生產工藝的全流程監(jiān)控、施工現場的無死角監(jiān)控等，這些在過去需要投入大量人力物力始終無法全面實現的功能，隨著信息技術的發(fā)展這些棘手的問題得以解決，并在生產實際中取得良好的效果。

2 建立安全管理信息系統(tǒng)

2.1 建立安全管理信息系統(tǒng)的必要性

油氣管道的安全管理具有點多、線長、面廣、高風險的特點，在傳統(tǒng)的安全管理中主要是靠人的主觀意識，從制度的建立、執(zhí)行、監(jiān)督、整改全過程人的主觀因素無時無刻不在影響著安全管理的整個過程，這就造成了數據、報表摻雜了過多的人的主觀意識、判斷等。對于企業(yè)安全管理人員，要想了解真實情況，就必須到現場對照資料核實分析，而且事后的監(jiān)督，無法實現實施監(jiān)控、即時整改。運用安全管理信息系統(tǒng)就可以對整個生產過程標準化，避免人為的干擾，安全管理人員可以通過管理平臺全面、實時了解生產運行的全過程，并對工程施工現場進行無死角監(jiān)控，按照規(guī)范的操作動作、合規(guī)的操作流程對生產過程進行全面監(jiān)控。

2.2 建立安全信息管理平臺

首先，在建立管理平臺前要知道什么是安全信息管理平臺。安全管理平臺就是利用現代化的計算機網絡技術，把生產現場、過程中的全要素集中在網絡信息中，與規(guī)范的管理制度相結合而形成的計算機網絡安全管理平臺。運用這個平臺可以對職工進行安全教育、制度學習、規(guī)范規(guī)程、操作前提醒、錯誤提示、主動報警等一系列的功能，功能配置可以結合企業(yè)自身的需求配置，提高生產、安全管理系統(tǒng)運行效率。

油氣管道安全管理是個復雜的問題，從地理位置分為站場的安全管理和外管道的安全管理。

站場的生產安全管理，是指SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，即數據采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。在油氣輸送管道安全管理中的應用，其主要是通過計算機技術來實現對油氣輸送管道的自動調控，保證設備的正常運行，通過閾值的設定完成超壓、超濃度、泄漏等實時報警，實現油氣的安全輸送，使站場的油氣濃度達標。SCADA 系統(tǒng)具有豐富的控制功能，包括對管道的數據采集以及設備的參數等數據的調節(jié)和控制等。油氣管道生產運行的特點是點多、線長，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無法實現對全部設備的有效控制，而通過SCADA 系統(tǒng)則能夠實現對全部設備的有效監(jiān)控，并將監(jiān)控數據轉化成直觀的圖形顯示，與設定閾值進行比對，實現連鎖控制，同時通過油氣濃度、硫化氫濃度等比對，實現對危險區(qū)域的快速研判和快速切斷，發(fā)出報警，給出最佳的應對方案，有效提高油氣輸送管道站場的安全管控能力，降低危害。

油氣輸送站場的具體應用，一般情況下采用雙機熱備系統(tǒng)實現主備機之間平穩(wěn)、無縫的切換。站場可配置操作站（服務器）或觸摸屏的人機接口，完成過程監(jiān)控和安全保護聯(lián)鎖，通過區(qū)域中心和控制中心，實現無人站場。采用TCP/IP 協(xié)議工業(yè)網絡設備，實現和區(qū)域中心、總控制中心的實時數據傳輸，通信的介質多為光纖、衛(wèi)星、公用傳輸網、微波等，傳輸通道可以實現熱備，以提高可靠性。

油氣輸送外管道的安全管理涉及到管道沿線自然環(huán)境、人員分布、社會資源、地理狀況、設施配置、管理水平等因素，同時還涉及到政治、經濟、文化、教育和人的行為方式等各方面。在對管道進行安全管理的時候，通常必須考慮管道所處的地點、周圍環(huán)境等特點信息。這些信息具體包括：①待評價管段和系統(tǒng)危險源的位置信息；②可能發(fā)生事故的空間發(fā)展情況，即爆炸波的波及范圍、毒氣云團的擴散區(qū)域分布和擴展蒸汽云的發(fā)展分布等；③受周圍環(huán)境條件約束作用下的事故危害范圍等，可以建立模型，模擬事故現場，演示影響范圍。而常規(guī)的管理方法對這些信息的重要性并沒有給予足夠的重視，一般都對其作簡化處理，結果常造成事故評價結果不準確。而信息技術的綜合利用結合大數據對管道周邊及各種地理信息的綜合處理，建立管道周邊模型，完成系統(tǒng)分析，給出客觀的評價結果。

2.3 工業(yè)監(jiān)控在油氣管道中的應用

在油氣管道輸送行業(yè)，從安全管理的角度出發(fā)，要保持從業(yè)人員相對穩(wěn)定，嚴格對職工進行安全知識培訓，提高職工的應急處置能力，通過各種應急演練提高員工的安全意識和事故狀態(tài)下的應變能力，保證企業(yè)的安全生產。企業(yè)職工安全意識的強弱很大程度上決定了事故的多少。施工責任心差、不按時巡檢、粗心大意誤操作、操作時隨意修改安全操作流程、違反勞動紀律、應急處置不當都是造成事故的關鍵因素。提高員工素質，是每個企業(yè)都面對的問題，而安全視頻教育、工業(yè)視頻監(jiān)控可以通過聲音、圖像等給員工留下深刻印象，在實際操作時多了一個不在場的安全管理員。

針對安全監(jiān)管手段存在的突出問題，工業(yè)視頻監(jiān)控技術成為了彌補監(jiān)管漏洞的一種有效手段，對生產作業(yè)現場和生產過程進行全過程、全方位、全天候的監(jiān)控，可以及時發(fā)現事故隱患和違章現象，減少和杜絕事故發(fā)生。

工業(yè)監(jiān)控在油氣管道輸送中的應用主要分三種方式，主要包括視頻監(jiān)控設施、單體錄像設施和衛(wèi)星定位裝置等三類。對于視頻監(jiān)控設施，要求其具有不間斷攝錄、圖像傳輸、主機控制、集中顯示和記錄保存五項基本功能，主要用于監(jiān)控永久、固定式生產裝置和場所。單體錄像設施要具有方便拆裝、移動監(jiān)控等特點，主要用于監(jiān)控臨時、流動式生產作業(yè)場所。衛(wèi)星定位裝置要求要具有24 h 不間斷跟蹤監(jiān)控功能，主要用于監(jiān)控機動車輛、野外作業(yè)等移動設備。

在油氣站場中因場所固定，主要應用固定式工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，對員工操作的全流程進行實時監(jiān)控，規(guī)范員工的操作步驟，避免誤操作。對外管道的管理主要使用GPS 定位，隨時管理巡線人員的巡檢路線，避免巡檢中漏巡重要的點位。施工場所使用臨時架設的無線監(jiān)控設備，對施工場所進行全方位無死角的監(jiān)控，保證施工安全可控。

2.4 地理信息系統(tǒng)在油氣管道中的應用

隨著信息可視化、互聯(lián)網以及多媒體技術的不斷發(fā)展，信息處理技術特別是與地理信息系統(tǒng)GIS（Geographic Information System-GIS）相關的應用也開始深入管道運輸行業(yè)。GIS 的空間分析和空間數據庫管理功能在處理具有空間特征的信息上有明顯優(yōu)勢，所以它為解決當前管道安全管理所存在的問題提供了新的辦法。它融合了管道原有的SCADA 系統(tǒng)自動控制功能，目前該技術已實現地理信息和數據采集、傳輸、儲存和作圖統(tǒng)一作業(yè)，提高管道安全管理的有效性、準確性和時效性，從而減少管道事故的發(fā)生。“數字化管道”是應用遙感、數據收集系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、業(yè)務管理信息系統(tǒng)、計算機網絡和多媒體技術、現代通信等高科技手段，對管道資源、環(huán)境、經濟等各個復雜系統(tǒng)的數字化、數字整和、仿真等信息集成的應用系統(tǒng)，并在可視化的條件下提供決策支持和服務。

在油氣管道安全管理中，GIS 技術具有實用性強、操作簡單、投資小、可靠性高等優(yōu)點，同時它具有集系統(tǒng)性、適用性、兼容性為一體的優(yōu)勢，可以便捷、可靠、安全地對管道沿線情況進行動態(tài)數據管理。基于GIS 技術的數字管道安全管理系統(tǒng)可將管道設施、沿線環(huán)境、地質條件、經濟、社會、文化等各方面的信息在三維地理坐標上有機整合，可以及時準確地針對某個點的數據信息進行反映。可以從最初的數據管理、多源數據采集、數字化輸入和繪圖輸出，到數字地面模型的使用、GIS 可以結合風險評價模型的擴展分析、與決策支持系統(tǒng)的集成、虛擬現實技術的應用等，逐步發(fā)展并深入應用，GIS 不僅可以像油氣管道的自動化控制系統(tǒng)（SCADA）那樣管理地理信息，而且還可以管理圖形信息。GIS 具有強大的空間建模功能，能夠構建各種具有專業(yè)性、綜合性、集成性的風險評估分析模型來完成具體的實際工作。GIS 基礎軟件平臺提供了一些基本的空間分析工具，如區(qū)域疊加分析、矢量柵格數據轉換、屬性數據查詢檢索、數字地面模擬分析等，結合具體的實際情況在GIS 基礎平臺上開發(fā)出與各種專業(yè)分析模型相結合的分析模塊，如將模糊理論模型、專家評估模型、人工神經網絡模型等與GIS 基礎平臺結合，應用于油氣管道事故的風險分析中，對油氣管道進行風險評估。

通過SCADA 系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、GIS 系統(tǒng)的應用，建立完善的安全管理平臺，對油氣管道從站場到外管道進行全方位的監(jiān)控，對生產的全流程、全要素的監(jiān)管，完善了油氣儲運行業(yè)的安全管理，從而實現油氣管道的安全生產。

3 結束語

在當今社會現代化和信息化的大發(fā)展趨勢下，油氣管道安全管理信息化是時代發(fā)展的必然趨勢。在油氣管道安全管理信息化中利用信息技術，提高安全管理的技術水平，一方面充分運用信息技術手段，構建信息化平臺保證安全生產，科學論證、統(tǒng)籌考慮油氣管道安全信息化建設的方案；另一方面加強和完善視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設、網絡系統(tǒng)建設，加強對信息的掌控能力，提高信息化的水平和質量。掌控周邊環(huán)境，發(fā)揮信息化給安全管理帶來的便利，對油氣管道的的長遠發(fā)展起到更加積極的作用。