魏玉 張夢(mèng)奇

山東省石油天然氣管道保護服務(wù)中心

摘要：通過(guò)建立省級油氣管道綜合管理信息平臺，將山東省境內原油、成品油、天然氣管道數字化、可視化、地圖化，實(shí)現數據采集、地理信息管理、隱患排查識別、天然氣供需預測預警等功能，健全管道數據采集、共享和管理機制，為油氣管道保護提供重要技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：油氣管道；信息管理；遙感影像解譯；大數據分析；地理信息技術(shù)

山東省油氣長(cháng)輸管道長(cháng)度約15 000公里，橫貫東西、縱貫南北，點(diǎn)多、線(xiàn)長(cháng)、面廣，亟需建立系統完善的平臺來(lái)整合空間地理信息與管道實(shí)時(shí)傳感數據，智能分析掌握管道運行情況，提升管道安全管理水平。2016年起山東省石油天然氣管道保護服務(wù)中心啟動(dòng)了省級油氣管道綜合管理信息平臺（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“平臺”）的建設工作，經(jīng)過(guò)兩期建設，形成了數據采集、數據傳輸、數據存儲及數據分析的技術(shù)路線(xiàn)，為全省油氣管道保護和天然氣保供工作提供了重要保障。

1  平臺建設總體架構

圍繞全省油氣保障和監督管理等關(guān)鍵環(huán)節，打造“1個(gè)中心（數據中心）+2套體系（省、市、縣管理共享體系、數據標準規范體系）+N個(gè)應用（管道運行監控系統、天然氣供需預測預警系統、管道大數據分析預警平臺、管道保護監管系統、平臺門(mén)戶(hù)網(wǎng)站、移動(dòng)端）的智能管理體系（圖 1），著(zhù)力將平臺打造成管道保護新技術(shù)的示范載體、油氣管道保護的報警器，為全省石油天然氣管道智能化建設、管道保護、天然氣保供應提供數據支撐，實(shí)現省、市、縣三級管道保護主管部門(mén)和管道企業(yè)數據共享、業(yè)務(wù)協(xié)同、信息互通，綜合提升管道數字化、信息化水平，保障管道運行安全。

圖 1 “1個(gè)中心+2套體系+N個(gè)應用”智能管理體系

2  平臺子系統應用

圍繞管道保護和資源保障監督管理等環(huán)節，集數據存儲、數據融合、遙感解譯、智能分析、綜合預警等功能于一體，匯聚了企業(yè)多源數據及遙感影像解譯等技術(shù)，開(kāi)發(fā)了包括油氣管道運行監控、天然氣供需預警管理和大數據分析預警、管道保護監管等應用系統，以及門(mén)戶(hù)網(wǎng)站、手機移動(dòng)端等內容。

2.1  管道運行監控系統

該系統基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和地理信息系統（GIS）技術(shù)，利用衛星遙感解譯技術(shù)，智能識別排查管道風(fēng)險隱患，即時(shí)發(fā)出預警信息，實(shí)現管道運行狀態(tài)展示、分析、預警和追蹤功能。該系統分為運行數據管理和運行監控駕駛艙兩個(gè)模塊。

運行數據管理模塊動(dòng)態(tài)接入管道企業(yè)運行管理過(guò)程中的各項數據，建立常態(tài)化管道運行監控體系，實(shí)時(shí)捕捉管道運行數據。該模塊建立統一標準化接口，接入企業(yè)無(wú)人機巡線(xiàn)、智能視頻監控、智能陰保測試、光纖預警、在線(xiàn)泄漏監測等管道保護系統的數據。同時(shí)，遙感監測管理模塊利用遙感影像解譯技術(shù)，準確、快捷、高效的捕捉管道保護范圍內變化的圖斑信息，對管道中心線(xiàn)兩側200米范圍內地形地貌變化情況進(jìn)行監測，將識別到的建構筑物占壓、挖掘施工作業(yè)等風(fēng)險隱患根據需求發(fā)送給有關(guān)管道保護主管部門(mén)及油氣管道企業(yè)，待企業(yè)進(jìn)一步現場(chǎng)核實(shí)。

運行監控駕駛艙將上述數據匯聚至數據中心，由運行監控駕駛艙（遙感監測駕駛艙、企業(yè)運行監控駕駛艙）統籌管理，綜合衛星遙感數據、物聯(lián)網(wǎng)數據、業(yè)務(wù)數據等，實(shí)現運行監控綜合概覽、風(fēng)險隱患分布統計、實(shí)時(shí)運行監測預警功能。在遙感監測駕駛艙顯示頁(yè)面，從隱患趨勢、隱患等級、隱患區域分布等維度對風(fēng)險隱患進(jìn)行集中展示，可實(shí)時(shí)調取企業(yè)運行數據，例如通過(guò)已錄入的坐標數據調取監控視頻，查看周?chē)�現場(chǎng)狀況。

2.2  管道大數據分析預警系統

該系統通過(guò)管道安全管理業(yè)務(wù)梳理和數據流分析，整合各類(lèi)數據資源，建設“一屏統覽、一屏統管”的管道大數據分析預警一張圖，實(shí)現對預警信息的統一調度跟蹤處理。

該系統將天氣預警數據、風(fēng)險隱患預警數據、供需預警數據等相關(guān)預警數據集中匯集，按當日運行情況和隱患動(dòng)態(tài)記錄，劃分不同風(fēng)險等級，并提供“一圖一表”數據。后臺根據預設預警分級劃分四級預警，并自動(dòng)推送到企業(yè)或管道保護主管部門(mén)，對預警信息統一調度與跟蹤處理，實(shí)現預警信息閉環(huán)管理。

2.3  天然氣供需預測預警系統

該系統獲取全省天然氣氣源供應信息，預測天然氣供應消費趨勢，為優(yōu)化管網(wǎng)輸配路徑等提供數據支撐。該系統分為統計分析子系統和天然氣數字地圖。

統計分析子系統獲取全省天然氣氣源供應信息（包括但不限于油氣田生產(chǎn)量、LNG接收站氣化管輸量和液態(tài)分銷(xiāo)量、各分輸場(chǎng)站分輸量、銷(xiāo)售價(jià)格等）；中游管輸信息（包括但不限于設計流量、氣體流向、計劃輸送量、實(shí)際輸送量、剩余輸送能力、管輸價(jià)格等）；下游用戶(hù)需求信息（包括但不限于用戶(hù)屬性信息，計劃需求量、實(shí)際消費量、用氣結構等）。通過(guò)界面詳情就可以查詢(xún)到整體供應和消費情況，自動(dòng)生成可下載的天然氣供需月報，供決策參考使用。

天然氣數字地圖根據山東省歷史供需數據創(chuàng )新探索建立天然氣供需模型，利用大數據、云計算等技術(shù)，以當前和歷史天然氣供需、管輸信息數據為主體，結合氣候變化等因素，建立算法模型，預測天然氣供應消費趨勢、管輸剩余能力，智能匹配上下游供需，及時(shí)發(fā)布預警信息，輔助政府機構監管管網(wǎng)公平開(kāi)放、保持天然氣供需平衡，并為上下游企業(yè)銜接資源供需、優(yōu)化管網(wǎng)輸配路徑等提供數據支撐。

2.4  運營(yíng)業(yè)務(wù)管理系統

該系統主要功能是保護監管，匯總全省管道基本信息。結合全省油氣管道安全管理長(cháng)效機制建設，根據最新的管道安全監管要求和標準規范，及時(shí)更新管道保護聯(lián)系人、執法人員統計表、執法信息統計表、竣工備案統計表、施工審批統計表、建設保護審批統計表、應急預案備案統計表、管道重啟審批統計表、采石爆破統計表、停運、廢止、封存統計表等內容，為管道保護監管提供技術(shù)支撐。

3  關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1  數據中心設計

匯聚衛星遙感數據、物聯(lián)網(wǎng)數據、業(yè)務(wù)數據、企業(yè)系統運行數據等8大類(lèi)、43小類(lèi)累計上百萬(wàn)條數據，建設數據中心，逐步建立完善數據匯聚及共享機制。

3.2  遙感影像智能解譯

接入全省亞米級衛星遙感影像數據，每月開(kāi)展一次覆蓋全省范圍的遙感影像數據解譯工作，通過(guò)遙感解譯識別技術(shù)提取變化圖斑，監測中心線(xiàn)兩側5～200米范圍內地形地貌變化情況。利用目標檢測模型對隱患區域檢測識別建構筑物占壓、挖掘施工作業(yè)等隱患。以圖斑疊加于管道數據底圖的形式顯示管道周邊占壓、第三方施工等安全隱患情況，服務(wù)于管道風(fēng)險隱患識別、高后果區認定等業(yè)務(wù)。圖 2紅色圖斑為中心線(xiàn)兩側5～200米范圍內解譯識別出來(lái)的建筑物占壓。圖 3所示為不同期影像分屏對比，將當期解譯影像與往期影像結合，查看建筑物占壓歷史變化情況，提升了管道排查的效率和準確性。

圖 2 解譯識別的變化圖斑

圖 3 不同期影像分屏對比

4  結語(yǔ)

綜上所述，油氣管道數字化管理能夠提升管理效果，采用遙感影像解譯的方式能更加準確、快捷、高效地識別風(fēng)險隱患，輔助企業(yè)排查隱患，具有一定的應用價(jià)值。但是目前階段對多源數據的融合方面還有局限性，對不同數據源、不同精度的數據融合研究有限。因此，要進(jìn)一步挖掘油氣長(cháng)輸管道數據價(jià)值，整合空間地理信息與多源傳感數據，通過(guò)智能化分析，以GIS技術(shù)為基礎，將管道本體隱患與外部隱患結合，不斷完善油氣管道智慧化監管，實(shí)現科學(xué)精準管控。

作者簡(jiǎn)介：魏玉，1995年，碩士研究生，計算機應用技術(shù)專(zhuān)業(yè)，山東省石油天然氣管道保護服務(wù)中心專(zhuān)技十一級，從事管道保護信息化工作。聯(lián)系方式：17853110420，weiyuyu0510@163.com。