基于位置服務(wù)的長輸管道巡檢系統(tǒng)

李曉波 林淵 婁建新 肖峰

（塔里木油田公司塔西南勘探開發(fā)公司 新疆喀什844000）

通過業(yè)界對管道巡線發(fā)現(xiàn)的各類安全隱患進行分析，排在前3位的事故隱患分別是第三方施工、非法占壓管道和水工保護。這些事件帶有一定的突發(fā)性和偶然性，巡檢人員第一時間上報發(fā)現(xiàn)的安全隱患非常重要。傳統(tǒng)的巡線系統(tǒng)難以滿足隨時隨地獲取信息的要求，通過信息化的建設(shè)，將信息終端擴展到了P D A、手機等移動終端上?？梢詫崿F(xiàn)對巡視線路的監(jiān)視,巡檢人員工作狀態(tài)檢查,實時報警以及在GIS（地理信息系統(tǒng)）上顯示事故點等,可以實現(xiàn)對長輸管道數(shù)字化、可視化、實時化巡線管理,切實提高了緊急故障處理的能力和協(xié)調(diào)水平,保障整個天然氣管線安全穩(wěn)定可靠地運行。

一、系統(tǒng)架構(gòu)及功能

1.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)由調(diào)控中心、巡線工業(yè)終端、及通訊運營網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成。其中：

調(diào)控中心配置系統(tǒng)所需的通信服務(wù)器及GIS服務(wù)器，是整個系統(tǒng)的核心，管理設(shè)置下一級到各基層站，調(diào)控中心負(fù)責(zé)與巡線工業(yè)終端的信息交互，完成各種巡線事件、通知消息的接受、分類，記錄和轉(zhuǎn)發(fā)，調(diào)控中心采用中國聯(lián)通GPRS，結(jié)合GIS結(jié)合終端大屏顯示，實現(xiàn)對巡線員工的安全監(jiān)控與指揮調(diào)度。

巡檢工業(yè)終端，利用全球定位系統(tǒng)(GPS)作為定位信號源，計算出移動終端所在位置信息，通過數(shù)據(jù)接口完成協(xié)議，數(shù)據(jù)格式等轉(zhuǎn)換，結(jié)合管道野外巡線業(yè)務(wù)，以及調(diào)度指揮等信息終端的。通訊模塊和中心服務(wù)器通訊采用采用TCP/IP協(xié)議，通過建立專用Socket連接，將位置和其他信息封裝在數(shù)據(jù)包中，通過Socket連接發(fā)送到對方。

調(diào)控中心與巡檢工業(yè)終端的通訊，以GPRS(移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))作為主要方式通信模式，巡檢工業(yè)終端的定位信息、上報信息均通過GPRS上傳到調(diào)控中心，并存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。

2.系統(tǒng)功能

系統(tǒng)采用面向服務(wù)的體系架構(gòu)（SOA）思想，基于三層瀏覽器/服務(wù)器（B/S）架構(gòu)，以GIS為基礎(chǔ)平臺，APDM作為管道數(shù)據(jù)模型，采用Oracle進行數(shù)據(jù)存儲和管理，基于微軟DotNet Framework平臺的進行軟件開發(fā)，系統(tǒng)功能主要由巡線工業(yè)終端、WE B應(yīng)用及服務(wù)端組成。

工作人員通過瀏覽器完成事件查看及處理、地圖瀏覽、人員監(jiān)控、指標(biāo)統(tǒng)計等功能，其中服務(wù)端支持巡線終端與We b應(yīng)用可以通過We b服務(wù)器實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的操作。巡線管理包括選型區(qū)段管理、考勤點管理、巡線事件管理、人員監(jiān)控、人員與設(shè)備管理、GIS展示、統(tǒng)計報表、系統(tǒng)接口。

3.數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)組織

地理信息系統(tǒng)的底層開始與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展為空間數(shù)據(jù)庫?？臻g數(shù)據(jù)庫技術(shù)在管理海量數(shù)據(jù)、分布式數(shù)據(jù)存儲、解決屬性與空間數(shù)據(jù)一致性等問題上比傳統(tǒng)的文件存儲方式有很大的優(yōu)勢，使得管道專業(yè)數(shù)據(jù)、遙感影像、環(huán)境專題數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理等各方面的數(shù)據(jù)得到整合。系統(tǒng)數(shù)據(jù)由管線專業(yè)數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)所組成，數(shù)據(jù)種類包括：基礎(chǔ)GIS信息、管道設(shè)施數(shù)據(jù)、應(yīng)急資源數(shù)據(jù)、管道G P S巡線軌跡數(shù)據(jù)、巡線事件等。

二、應(yīng)用情況

南疆天然氣利民工程由4條干線、19條支線構(gòu)成，途經(jīng)阿克蘇地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州（簡稱克州）、喀什地區(qū)和和田地區(qū)，管道全長近2500km,位居在新疆以南，緊鄰塔克拉瑪干大沙漠，自然條件極其惡劣。由塔西南勘探開發(fā)公司喀什油氣運行中心對全線的生產(chǎn)和管理進行統(tǒng)一指揮、統(tǒng)一調(diào)配。管道運行管理部分別在喀什、和田、澤普、阿克蘇、圖木舒克、麥蓋提6個基層站，負(fù)責(zé)所轄分區(qū)的線路及相應(yīng)站場（包括線路閥室）的操作、維護、巡檢、運行管理等工作。

針對南疆管道大部分處在自然環(huán)境比較復(fù)雜的戈壁、沙漠、濕地等環(huán)節(jié)，部分區(qū)域難以通過，部分無人區(qū)域采用車載巡檢的方式來實現(xiàn)。巡檢實際通過位置往往離管道有一定距離。因此在參考實地道路、環(huán)境的基礎(chǔ)上，結(jié)合管道的一些關(guān)鍵地點如：人員活動密集區(qū)域，水工保護、穿跨越、地質(zhì)災(zāi)害、第三方施工、陰保樁、轉(zhuǎn)角樁等，制定了巡檢關(guān)鍵點，作為巡線工作考核指標(biāo)。將這些業(yè)務(wù)邏輯集成到巡檢終端中，涵括從事件上報、地圖查看、位置監(jiān)控，沿線周邊環(huán)境數(shù)據(jù)等整合到一個操作簡單的軟件應(yīng)用中，簡化現(xiàn)場數(shù)據(jù)上報實際操作。在同時將這些巡檢關(guān)鍵點利用GIS做分析確認(rèn)，存儲到管道數(shù)據(jù)庫中。這些有針對性實際線路管理方法和措施的落實,有效建立起了一套科學(xué)的、行之有效的維護巡檢體系,保證整個天然氣管道安全穩(wěn)定可靠運行。很好地完成建設(shè)初期的預(yù)期要求。

結(jié)語

天然氣長輸管道巡檢系統(tǒng)的建立了管理人員、技術(shù)人員、巡線人員多層協(xié)同工作平臺，實現(xiàn)巡檢信息的上報、統(tǒng)計、查詢。運用位置服務(wù)及GIS技術(shù)，監(jiān)控人員可以在千里之外獲悉巡線現(xiàn)場周邊及安全情況，安排和指揮管道的保養(yǎng)維護工作，系統(tǒng)的投入使用解決野外管道巡線數(shù)據(jù)采集困難、管道事件記錄上報過程繁瑣、周期長的問題。提高了管道巡檢的信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、實時化、智能化及可控性。實現(xiàn)現(xiàn)場巡檢管理、缺陷管理以及野外巡線工作管理的精確量化，促進了天然氣管道的安全運行管理水平。

[1]王瑞萍，2008，《數(shù)字管道技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與前景展望》，油氣田地面工程，27卷第2期.

[2]唐丹，2012，《南疆天然氣利民工程管道建設(shè)效益分析》，油氣田地面工程，第5期.