智能化管道管理系統在成品油長輸管道完整性管理中的應用

杜 威

〔中國石化銷售股份有限公司華東分公司 上海 200050〕

中國石化根據《GB32167—2015 油氣輸送管道完整性管理規范》，開發了“智能化管道管理系統”。筆者所在單位利用該系統對華東成品油長輸管道進行完整性管理，取得了較好的成效和管理經驗。

1 智能化管道管理系統概述

智能化管道管理系統是一套以管道本體及周邊環境全生命周期數據為基礎，結合物聯網、云計算、大數據分析、自動化和智能控制等技術形成的一套與管道本體信息高度融合的成品油管道管控一體化平臺，總體框架見圖1。

圖1 智能化管道管理系統總體框架

該系統由綜合管理、業務管理、共享服務平臺、數據中心、基礎設施等模塊組成，見圖1。其中綜合管理模塊由基礎信息查詢、風險隱患監管、生產運行管理、應急指揮等子模塊構成；業務管理模塊由①管線數字化管理、②管道完整性管理、③管線運行管理、④應急響應管理、⑤隱患治理管理等子模塊構成。該系統的業務管理模塊是按照《油氣輸送管道完整性管理規范》的要求和理念設計的，用以輔助企業對成品油長輸管道進行完整性管理。

2 系統在管道完整性管理中的應用

2.1 實現管道數字化管理

通過該系統的管線數字化管理模塊，可在中控室的管理電腦上三維立體展示成品油長輸管道地理信息、管道控制設備位置、管道泄漏報警位置、管道維修位置及周邊環境地理信息等，周邊環境變化情況數據及管道檢測數據可及時更新，故該模塊在管道報警排查、應急搶修時，可在管理電腦上直觀準確快速地找到報警或需搶修的位置，便于指揮搶修人員及時準確趕到現場進行排查或搶修。同時，該模塊也便于管道管理人員日常智能檢索管道設計參數與地理信息、控制設備情況、周邊環境、可視化的高后果區分析、陰極保護數據、可視化的風險評估分析等信息，以及對管道的日常三維立體與多參數的動態監控管理。

該管理模塊的關鍵是管道基礎數據的準確完整及變更數據的及時錄入。因此，從管道施工開始就必須將管道坐標與長度、周邊環境坐標與長度測量準確及詳細描述。為了管道與周邊環境數據準確，由管道建設方先行測量，測量過程中業主方全程監督。同時，業主方應聘請具備資質的第三方測繪單位重新獨立測量，建設方與第三方單位的測量值之差在規定的誤差范圍內，取第三方單位測量數據，否則應重新測量，以重測數據為準。所有測量數據均應由測量員和監督員簽字確認，待管道建設完成后將這些信息輸入智能化管道管理系統。同時其他周邊設施信息、圖形影像資料、物權人信息等都應輸入智能化管道管理系統。管道投產后，對于管道周邊環境變化后的情況數據，如管道周邊第三方施工情況、地質塌方等，在巡檢發現后立即采集更新，保證數據的時效性；對于管道業務數據，如管道維修、腐蝕檢測、陰極檢測、運行管理等數據，應通過審批流程實現校驗錄入，保證數據的質量。若原有老管道的基礎數據不夠準確或不齊全完整，則應組織項目組進行開挖測量，完善數據。

2.2 實現高后果區的準確高效識別

高后果區管理是成品油長輸管道完整性管理與安全管理的重點，如管道附近建設公共設施、穿越自然保護區、途經居民小區等高后果區域人工容易識別，而如管道附近山體隱性滑坡、某些管段腐蝕嚴重、市政管道復雜交匯處等一些隱性的高后果區域人工不易識別。在智能化管道管理系統中的高后果區管理模塊，通過對大量已錄入系統中的管道基礎數據進行分析和計算，然后對管道高后果區域進行區段劃分及確定類別與等級，比人工識別，既準確又高效。

如以華東區某成品油長輸管道高后果區識別為例，人工識別高后果區87處、耗時40 d，而智能化管道管理系統識別高后果區133處、識別耗時5 d，后組織專家對人工與系統識別出的高后果區進行現場確認，共確認高后果區為121處。故人工識別的準確率為71.8%，系統識別的準確率為91%(見圖2)。

圖2 智能化管道管理系統中可視化的高后果區分析案例

2.3 實現準確高效的管道風險評價

智能化管道管理系統中的管道完整性管理模塊是按照管道風險評價準則確定的影響管道失效的各種因素，運用大數據對這些因素進行定量分析，評價其發生危險的可能性和程度，根據發生危險可能性的大小和程度進行評分，根據分值大小確定風險等級。該評價分為挖掘破壞、腐蝕、設計與施工、運行與維護、自然與地質災害、蓄意破壞等六大類失效概率與泄漏后果，具體有171條評分項，對每一段管道的失效概率和后果進行量化計算，從而計算各個管段的風險分值，根據風險分值確定風險等級(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)級及應采取的措施。同時，還能自動生成管道風險分值、失效概率、失效后果、敏感因素和風險歷史分布等圖表，以便風險分析、風險預測和制訂防治計劃。利用智能化管道管理系統進行管道風險評價，相比人工評價，既準確又高效。

如以華東區某成品油長輸管道的三次風險評價為例，利用智能化管道管理系統進行管道風險評價，平均每次耗時15 d；而以前人工評價，則需要3個月。對照前后三次人工評價數據，發現前次評價遺漏的Ⅱ、Ⅲ級風險大約有20 %；對照相銜接的系統評價數據，人工評價遺漏的Ⅱ、Ⅲ級風險有30%。由于智能化管道管理系統評價的管道風險較準確，整改有明確的著落點，因此華東區某成品油長輸管道自2018年初使用該系統進行風險評價至今，該條管道的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級風險逐年減少，至2019年6月Ⅲ級風險全部消除(見圖3)。

圖3 智能化管道管理系統中可視化的管道風險評價分析案例

2.4 實現事件閉環管理

智能化管道管理系統中的風險隱患監管模塊是對管道每日巡檢、高后果區識別、風險評估、實時監測報警或預警、設備故障、各類檢查等發現的問題，按照管道完整性管理的“六步法”要求，設計了一整套問題處理全過程的閉環管理流程。該模塊使問題處理程序化、標準化、信息化、智能化，且使實施部門、責任部門、責任人公開明確，便于相關部門或領導監督，從而確保流程、數據和標準的完整與統一，可有效避免管理漏洞和信息盲區。

如以第三方在管道附近施工事件的處理為例：當巡檢人員發現或第三方告知管道附近施工時，智能化管線管理系統啟動第三方施工事件的閉環管理，即：系統接收第三方施工信息并建檔、現場調查核實對接及安全評價并采取相應管理措施、施工現場監管、施工結束驗收、完善信息并歸檔等閉環管理，且每個環節系統都明確了應做的監管工作、應采取的措施、實施部門、責任部門等，監管信息與處理進展情況在系統上明確公開透明。截至2018年12月，華東區某成品油長輸管道累計使用智能化管線管理系統處理115起第三方施工事件，全部有效完成施工過程中的風險管控，且在施工處理過程中，系統提供了大數據分析及輔助決策；在施工完成后，施工數據為管道完整性管理提供數據支持(見圖4)。

圖4 智能化管線管理系統第三方施工管控流程

3 結語

通過近兩年使用智能化管線管理系統進行成品油長輸管道完整性管理，不僅能夠按照管道完整性管理要求規范管道管理，還能大幅提高企業的管道完整性管理工作效率、準確率和管理水平，有效降低管道風險，節約管道運維費用，提升管道本質安全水平。

為更好地全面推廣實施智能化管道完整性管理，并盡快取得實效，建議：①完善集團公司、大區公司(省公司)、管道管理公司三級智能化管道完整性管理制度，并設立管道完整性管理部門，配備專職管理崗位。②開展業務骨干和研發人員的技術交流，共同對管道進行基礎數據維護與完整性檢查，共同利用系統進行管道高后果區識別、管道完整性評估、第三方施工管理等，改進智能化管線管理系統，打造既精通管道業務又精通智能化業務的復合型人才。③進一步完善智能化管道完整性管理技術，特別是要完善老舊管道中心線測繪數據校驗技術、管道完整性檢測技術、管道智能感知監測網絡。