基于GIS技術(shù)的油氣管道安全管理方法

金　龍（大慶油田工程建設(shè)有限公司管道公司，黑龍江 大慶 163453）

基于GIS技術(shù)的油氣管道安全管理方法

金龍
（大慶油田工程建設(shè)有限公司管道公司，黑龍江 大慶 163453）

國內(nèi)能源需求的增長加速了油氣管道建設(shè)的步伐，隨著現(xiàn)有油氣管道服役年限和新建油氣管道的增長，其復(fù)雜性越來越高、遇到的問題越來越多，傳統(tǒng)的管理方法難以適應(yīng)管道運營的安全要求。為解決油氣管道安全管理面臨的嚴(yán)峻形勢，本文簡要介紹了GIS技術(shù)的優(yōu)勢和特點。分析了GIS技術(shù)在油氣管道安全管理領(lǐng)域的創(chuàng)新，為應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)提供了思路。

GIS；油氣管道；安全管理

1　引言

國內(nèi)能源需求的增長加速了油氣管道建設(shè)的步伐，隨著現(xiàn)有油氣管道服役年限和新建油氣管道的增長，其復(fù)雜性越來越高、遇到的問題越來越多，再加上管道沿線盜油案件的時有發(fā)生,進而引起的人員傷亡、環(huán)境污染、災(zāi)難性破壞、管道爆裂、油氣泄漏的風(fēng)險也隨之增加。這使得傳統(tǒng)的油氣管道管理方式、方法手段越來越難以適應(yīng)日益復(fù)雜的環(huán)境對管道安全管理的要求。因此,管道安全管理成為管道建設(shè)方、運營方所面臨的嚴(yán)峻問題。

管道安全管理十分復(fù)雜,它涉及到管道的地形地貌、地質(zhì)條件、地面設(shè)施、自然人文環(huán)境等各方面。這些信息往往都包含周圍環(huán)境的空間特征信息，如突發(fā)事件的地理位置；事件的空間發(fā)展情況；爆炸或毒氣的擴散范圍及發(fā)展分布情況；受影響的人財物情況等。采用常規(guī)的方法一般是對這些因素進行簡化，采用系數(shù)法來進行處理，結(jié)果往往造成處理不及時、不到位。隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化以及軟件技術(shù)的不斷發(fā)展,信息處理技術(shù)特別是與地理信息系統(tǒng)(簡稱GIS)相關(guān)的應(yīng)用也開始應(yīng)用于管道建設(shè)行業(yè)。由于GIS在空間數(shù)據(jù)的組織、管理、分析、存儲和處理上有著很大優(yōu)勢,因此它為解決當(dāng)前管道安全管理所存在的問題提供了新的思路。在美加等國家,GIS系統(tǒng)的建設(shè)是油氣管道建設(shè)和管理的一個重要方面,目前已實現(xiàn)空間信息的采集、儲存、處理和制圖一體化管理。如何利用GIS技術(shù)來提高管道安全管理的及時性、有效性和準(zhǔn)確性,減少管道安全事故的發(fā)生和損失,是油氣管道面臨的重大課題。

2　GIS技術(shù)的優(yōu)勢和特點

地理信息系統(tǒng)是以采集、存儲、管理、分析、描述和應(yīng)用整個或部分地球表面與空間地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)信息的計算機系統(tǒng)，它由硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶有機結(jié)合而成，主要功能是實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的采集、編輯、管理、分析、統(tǒng)計與制圖等。GIS始于60年代的加拿大與美國，而后各國相繼投入了大量的研究工作。自80年代末以來，特別是隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，地理信息的處理、分析手段日趨先進，GIS技術(shù)日臻成熟，已廣泛地應(yīng)用于城市規(guī)劃、市政管理、政府管理、環(huán)境、資源、交通、公安、災(zāi)害預(yù)測、經(jīng)濟咨詢、投資評價和軍事等與地理信息相關(guān)的幾乎所有領(lǐng)域。隨著信息技術(shù)尤其是計算機技術(shù)的快速發(fā)展、數(shù)字地球的提出與實施，以及GIS應(yīng)用程度的不斷深入和應(yīng)用范圍的逐漸擴大，GIS正處于急劇變化與發(fā)展之中。

2.1GIS技術(shù)的特點

GIS操作的是空間數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)包括地理數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、幾何數(shù)據(jù)、時間數(shù)據(jù)。GIS對空間數(shù)據(jù)的管理與操作，是它的主要特點，也是區(qū)別于其他類型的信息管理系統(tǒng)的重要標(biāo)志。

2.2GIS的技術(shù)優(yōu)勢

GIS獨特的空間分析能力、快速的空間定位搜索能力和復(fù)雜的查詢功能、強大的圖形處理和表達能力、空間模擬和空間決策支持等，是GIS的優(yōu)勢所在，通過這些能力可以從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中挖掘出常規(guī)方法難以取得重要數(shù)據(jù)和信息。

3　GIS技術(shù)在油氣管道安全管理領(lǐng)域的創(chuàng)新

管道安全管理十分復(fù)雜，在GIS技術(shù)沒有應(yīng)用到管道建設(shè)行業(yè)前，安全事件的處理完全靠人工采集、匯總、分析信息，過程非常繁瑣。這樣既可能導(dǎo)致安全事件處理不當(dāng)，又造成人力物力的浪費。基于GIS的油氣管道安全管理，可以有效的幫助決策者了解安全事件產(chǎn)生和發(fā)展情況，做到未到現(xiàn)場先定方案，減少造成的損失和破壞。除此之外，GIS還能綜合空間信息，評估各區(qū)段管道的運行風(fēng)險，分析風(fēng)險類型和原因，預(yù)防事故的發(fā)生。基于GIS的油氣管道安全管理分為以下幾個層面。

3.1安全事件監(jiān)測

安全事件監(jiān)測是GIS應(yīng)用的初級層次，能夠以油氣管道監(jiān)測系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，如管道的腐蝕狀況監(jiān)測，分析該類缺陷可能導(dǎo)致的安全狀況，結(jié)合缺陷所在區(qū)域的水文地質(zhì)條件等空間信息，評估其安全狀況，預(yù)測可能的發(fā)展趨勢，從而確定目標(biāo)的安全等級。

3.2安全風(fēng)險預(yù)測

對發(fā)生安全事件的特定區(qū)域進行歸納，記錄各類安全事件發(fā)生頻率，依靠這些數(shù)據(jù)對安全事件的影響因素，如地質(zhì)條件、氣候條件等特征進行辯征分析。通過GIS檢索管道沿線符合該特征的區(qū)域，建立安全預(yù)警區(qū)，重點排查隱患。同時，對各項特征發(fā)展情況進行檢測，以實現(xiàn)安全風(fēng)險預(yù)測。

3.3設(shè)計施工防護

通過對海量歷史數(shù)據(jù)的研究，分析安全事件的發(fā)生發(fā)展規(guī)律，探究其發(fā)生機理，建立可靠的管道損傷模型，以便在設(shè)計施工階段，有針對性的進行防護，減少安全隱患，提高管道服役年限。但是這種分析需要全面的地理數(shù)據(jù)，隨著國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的完善和測繪技術(shù)的發(fā)展，基于GIS技術(shù)的應(yīng)用將會更加完善。

4　結(jié)語

通過GIS技術(shù)在管道安全管理中的創(chuàng)新與應(yīng)用，可以發(fā)現(xiàn)GIS技術(shù)具有實用性強、操作簡單、可靠性高等優(yōu)點，同時它具有管理科學(xué)化、基礎(chǔ)資料數(shù)字化、數(shù)據(jù)更新自動化、決策支持智能化、事故處理及時化、設(shè)計與施工一體化、運行管理安全化等優(yōu)勢，可以準(zhǔn)確、快速、安全地對油氣管道沿線情況進行交互式數(shù)據(jù)管理。使用GIS技術(shù)，實現(xiàn)了把管道及其地形地貌、地質(zhì)條件、地面設(shè)施、自然人文環(huán)境等空間信息進行綜合分析，一旦發(fā)生安全事件，可以及時準(zhǔn)確定位發(fā)生地的地理位置、事件發(fā)展情況及管道相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，從而制定相應(yīng)的措施方案。在油氣管道安全管理中使用GIS技術(shù)，不僅能提高效率，而且能節(jié)約資源，保證管道安全運行。