可視化移動化管道完整性管理平臺的建設構想

馬玉珠

摘要：中國經濟的迅速崛起帶來了與日俱增的能源需求。作為中國“三桶油”之一的中石油任重道遠。然而，面對新形勢，老舊的油氣管道與傳統模式的管道信息化技術已無法對標實際需求。為了減少和預防油氣管道的事故發生率、擔好自然環境保護的責任重擔、實現人安與環保的雙贏目標，“管道完整性管理”的概念應運而生。目前，這一概念已深入各級管理層中，各種管道監測手段及管道完整性信息化管理技術被提上日程。具體來說，管道穿孔失效以“換、修、管”為主要治理手段，隨之帶來的材料成本以及人工成本的不斷提高，使得管道完整性管理需求越來越迫切并成為目前油田未來重點推廣應用的項目。管道完整性管理以確保管道長期低失效率為目標，在降本增效的同時，實現管道管理的常態化和科學化。為此，引入可視化電子地圖及移動化手持端技術，重點應用他們的宏觀統計預判及微觀數據上傳等特點，強化信息技術攻關，解決管道完整性管理的難關。

關鍵詞：管道完整性管理;可視化;移動化

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）12-0084-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

管道完整性管理是一個連續過程，它需要大量與時俱進的歷史數據來支撐。機械損傷、自然災害、疲勞、老化、腐蝕等過程若不及時治理，會隨著歲月的流逝不斷侵蝕管道，所以需要不斷地對管道進行檢測、風險分析、完整性評價、維修等。然而，石油企業無法掌握支持技術、管道資料丟失或分散、治理前期投入過高等原因阻礙了在管道完整性管理上的技術探索之路。本文主要從可視化電子地圖及移動化手持端等信息開發技術視角，探討其為管道完整性管理提供的輔助作用。系統平臺總體開發架構為Web端的easyUI+HTML5+CSS+C#的開發模式與移動端的React Native開發相結合的開發方式。該系統平臺將完善管道數據，強化生產優化運行，應用信息化手段，進一步提高油田管道管理水平，為管道精細化管理提供有力支撐。

2 WEB端

可視化移動化管道完整性管理平臺可以應用電子地圖相關接口、單點登錄技術、Visual Studio開發環境、jQuery EasyUI開發框架、HTML5、CSS等關鍵技術來進行WEB端開發。程序員通過后臺代碼調取數據中心數據庫中數據，并根據需求功能在前臺渲染后呈現給用戶。通過B/S開發模式，搭建管道完整性管理的數據中樞，兼顧管理需求與用戶體驗，營造信息世界與真實數據之間的零藩籬系統平臺。

1）管道及其漏點位置的地圖展示

為了解決管線老化腐蝕問題、避免因管線穿孔而造成的安全環保風險，可根據管道材質、地理位置、使用年限、穿孔次數等管道基礎信息結合生產實際，按照風險隱患排序，優先開展年久、修多的管道更新原則，對老化腐蝕管道進行統籌更換。

為此，利用電子地圖技術直觀展現管道位置信息、焊點分布情況。該功能是通過圖層控制器控制地圖上各類要素（如：管線、油水井、站庫等）的顯示，同時，通過關鍵字模糊可查找地圖上各類要素（如：管線、油水井、站庫等）。如用戶已被授權可訪問相應的圖層，在圖層控制器中選擇單位和要顯示的要素，地圖上就會將圖層疊加顯示出相應的要素。在電子地圖上對于年久、修多的管道，可以通過視覺上的直觀對比，做到一目了然。連續的數據疊加起來就形成了管道更換的數據依據，提高了管道完整性的精準管理，使維修成本更有針對性，在一定程度上實現了降本增效。

2）管道信息查詢

管道就像一張巨大的數據網，遍布整個油田。隨著時間的推移，每條管道除了自身的管道走向、管道坐標、防腐情況等基礎地理信息數據之外，還會形成大量的歷史維修記錄、維修方式、穿孔點GPS坐標等信息，這些信息會直接成為管道修復和更換的數據依據，進一步輔助管理人員對管道維修成本及先后順序進行決策。

這部分功能主要應用jQuery EasyUI中的datagrid、dialog控件，實現對管線相關信息的個別條件查詢、多條件查詢、單條件查詢;可以分別按管道焊接次數、更換次數進行自定義排序，讓管道的壽命狀況以數據量化的形式展現;針對某一特定記錄，可以一鍵調取它的所有維修時間及維修點坐標位置，為下一步的具體管道維護方式進行決策;在每條管道記錄上，都可以進行自編輯它的修復備注，讓工作人員能夠更全面地獲得管道信息。同時，可以通過點擊對應記錄的坐標鏈接的方式，一鍵轉換到地圖上直觀展示。

3）焊接任務上報、審批、分派及反饋流程

為了實現管道完整性信息化管理的同時、方便電焊設備及車輛的統一調配、盡量避免程序代碼及數據冗余，我們引入了焊接任務從基層小隊上報、管理層進行優先級審核或駁回、電焊車備管理單位派工及基層小隊反饋服務的閉環管理流程。在焊接任務上報過程中，由上報基層隊區分管線焊接和非管線焊接，輔助管理層與電焊車備管理單位合理分配派工車備及時間、進行有針對性的資源調配。

這部分功能主要應用Oracle數據庫技術針對每條上報任務生成唯一的ID標識，在閉環流轉的過程中，數據庫里的上報任務根據用戶的編輯情況、帶著ID標識轉存于不同的數據表中，從而實現數據的分門別類管理、感官上的動態數據流動。再配合前臺HTML、CSS及jQuery EasyUI的效果渲染及功能設置，用戶可以最直觀的方式了解整個焊接任務的進程。這樣的流程設計節省了上報時間，縮短了申報流程。可實時查看審批進度，保證任務及時落實到位。

4）權限管理

在可視化移動化管道完整性管理平臺中，基于角色的訪問控制模型（RBAC）是我們實現用戶、角色以及權限的分配的核心技術。該模型主要由角色將用戶和權限關聯起來，適當角色成員的用戶將得到相應角色的權限，進一步在其權限范圍內對系統進行操作，從而進行分級管理，實現數據及功能訪問權限的控制。

（1）權限組

權限管理設置權限列表和權限類別，權限類別與權限列表是一對多的關系，每個權限列表都有自己相應的權限編碼，這個權限編碼被存儲在數據庫的相應數據表中且是唯一存在的。

（2）角色組

角色即是一些權限的集合，兩個角色之間是同級并列關系，角色主要起到承上啟下的作用。角色與權限是一對多的關系，角色與用戶之間也可以是一對多的關系。

（3）用戶組

用戶組主要是將具有相同特征的人或者某一類型的人組合而成的一種集合體。我們可以對用戶組授予角色，使某一類人可以快速地具有某些相同的權限。這樣就能節省大量對用戶授予權限的操作，避免傳統操作的耗時性、煩瑣性。當然，用戶和權限可以是一對多的關系。

3 移動端

可視化移動化管道完整性管理平臺可以應用移動端跨平臺開發、移動端與服務端數據交互接口、FLEX盒子布局設計模型等關鍵技術來進行移動端開發。其中，跨平臺移動App框架React Native因其采用的是腳本驅動原生組件的模式，并且兼有業務層腳本化、組件和系統層原生化、模塊化和包管理優勢、標準化和高級語言特性、異步化的線程模型、強大而全面的功能等顯著優點，對標管道完整性管理的實際需求，可以優選其為該系統平臺移動端開發部分的技術核心。

1）管道修復效果圖反饋

在日常管道管理工作中，后線管理與前線施工往往不能保證及時協作。為了方便后線管理人員能夠在第一時間了解管道修復情況、施工質量、施工暫停原因、安全環保情況等，我們可以在手機移動端開發管道修復效果圖上傳模塊，將焊接前、焊接后、防腐后的圖片信息實時上傳至數據中心數據庫，實現施工前后的相互比對，后線管理人員可在第一時間通過可視化移動化管道完整性管理平臺查看上傳至數據庫的圖片信息，從而驗證管道防腐層修復效果、輔助決策及工時計算等。

2）管道漏點GPS坐標的上傳

由于點、線的數學特性，同一管線上可能同時出現多個位置漏點，或出現同一位置多次出現漏點的情況。為了提高電焊車備的利用效率及為下一步管道維修方案提供數據依據，可以將每次管道漏點的GPS坐標上傳至數據中心數據庫，并可以隨時查詢并統計出某一管線的維修頻度，再進一步結合管線的防腐材料、下管年限、管內介質等管道基礎信息數據決定是否繼續焊接漏點還是更換整條管線。移動端的實時GPS定位上傳，讓數據更有發言權，可為后續工作提供客觀數據依據，真正實現用數據控成本的信息管控職能。

3）焊接任務信息查詢

該功能主要完成數據庫中已完成的焊接任務信息的統計查詢，其中可涵蓋管道地理位置、任務內容、特殊要求、派工車備、焊接前圖、焊接后圖、防腐后圖等管道基礎信息及系統流轉過程產生的關聯數據。

在沒有電腦設備、人員無法登錄WEB端系統平臺的情況下，可以利用手持移動端登錄軟件，實時查看焊接任務信息，方便施工人員科學掌控工作量、合理安排工作時間、降低運輸成本、提高電焊車備的有效利用率，也保證了管理人員獲取任務進程的時效性，間接提高了管理工作效率。

4 結語

在石油行業中，越來越多的信息技術被利用以替代人力生產，我們亟須利用好一切技術資源使管道數據得到全方位的保護、處理以輔助進行管道完整性管理。

可視化移動化管道完整性管理平臺可實現任務上報、審批、派車、反饋的閉環管理。通過電子地圖技術直觀展現了管道位置信息、焊點分布情況，可為現場施工提供客觀依據。通過移動端圖片上傳與GPS定位功能，可為管道修復和更換提供歷史依據。

可視化、移動化的管理理念目前仍尚處于萌芽探索階段，我們仍需要深入學習、開發、鉆研信息研發技術，以使可視化、移動化理念能夠在油田應用中把自身優越性發揮到極致。只有深入挖掘各種可行性，科學籌劃，才能真正地實現管道完整性管理在石油行業的完美落地，從而滿足油田規劃與發展的需要、促進油田信息化數字化智能化的建設與發展進程。

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【通聯編輯：代影】