2023优秀案例丨燃气管道数字化管理系统

燃气管道数字化管理系统

王 楠   罗普关   廖晓华

中海石油气电集团瀚海能源投资有限公司

广州市天驰测绘技术有限公司

全国用气人口已超6.67亿人，全国城镇燃气的使用普及率已达97.87%。燃气使用在带来便利的同时，安全风险日益凸显，安全事故已经进入多发、频发阶段。因此，各地政府密集出台相关管理政策。2021年11月24日，国务院安全生产委员会印发《全国城镇燃气安全排查整治工作方案》。2022年1月，住房和城乡建设部印发《关于加强城市地下市政基础设施建设的指导意见》。2022年6月10日，国务院办公厅印发《关于城市燃气管道等老化更新改造实施方案（2022—2025年）》。2022年10月11日，住房和城乡建设部办公厅、国家发展改革委办公厅联合发布《关于进一步明确城市燃气管道等老化更新改造工作要求的通知》。2022年12月27日，《北京市“十四五”时期燃气发展规划》发布。相关管理政策的发布旨在多通道提升燃气管理水平。

为此，数字化管道管理系统应运而生。燃气管道数字化管理系统利用互联网技术以及数据分析处理技术，对管道系统进行工程管理、数据分析等，显著提高了管道的智能化和规范化水平。数字化管道管理系统可以实现管道的精准管理，任何时刻都可以获取管道的详细数据，并能够通过数据分析有效掌握管道的运行状况，从而提高管道的管理效率，及时发现和解决管道存在的安全隐患，保障人民群众的生命财产安全。

1. 总体设计

（1）总体架构图

按照系统功能开发要求，系统采用BS架构，主要总体架构设计如图1所示。

（2）功能结构图

数字化管道系统的功能结构如图2所示。

（3）主要功能模块

功能模块组成如图3所示。

2. 高仿真度三维场景还原

通过前期的航拍数据生成项目区域的正射影像图与倾斜摄影三维模型+人工模型的搭配，实现助力管道维护人员及时了解管道运行情况，定位管道故障，提高管道维护效率。亦可对城市的地形、道路、建筑物等情况进行精确的展示，帮助规划设计人员充分了解现有环境，合理规划燃气管道网络。

三维地图可以将管道系统中的相关数据以可视化的形式呈现，同时细致到具体的管道线路及其附属设施情况（见图4）。这给管理者提供了更有效的信息支持和决策支持。

3. 应急管理

可根据事故地点与最近物资地点快速创建应急救援路线（见图5），应急救援路线也可以在数字化管道系统上事先规划，以便在应急情况下快速制定优化的救援方案。此外，可以实现应急物资入库、核销和报废等操作（见图6），对物资的规范管理有利于应急物资的使用、补充和储备，提升管道的防灾减灾能力。

将应急救援路线应用在数字化管道系统中，可以大大提升应急救援的效率和准确性，增强管道系统的安全防范能力，降低安全事故的损失，优化管道系统的应急预案，确保管道系统在应急情况下能够迅速、准确、有效地进行应急救援，起到保障管道系统稳定运行的作用。

4. 巡检管理

数字化管道系统可以事先规划巡检路线，并将其展示在系统中（见图7），巡检人员可以在地图上直观地看到巡检路线，从而能够高效地完成巡检任务，提高巡检效率。此外，数字化管道系统可以记录巡检人员的巡检时间、巡检区域和巡检情况等信息，并及时上传到系统中，以保证巡检数据的真实性和准确性，可靠地发现和处理管道系统的问题。

数字化管道系统中的巡检路线对于优化管道巡检的效率和准确度，以及优化巡检策略和分析巡检数据等方面都具有重要的作用。它能够为巡检人员提供准确的信息和路线引导，进而确保管道系统的安全稳定运行，并提高管道的安全性和管理水平。

5. 采集与定位

管道数据快速定位（见图8）可以帮助工作人员快速找到管道数据信息，并定位管道的精确位置。管道数据包括管道的长度、直径、材质、安装日期、维护记录等重要信息，这些信息可以帮助工作人员更好地了解管道运行情况，进行管道维护、管理工作。

使用管道数据快速定位，工作人员可以通过数字化地图查看管道的位置，了解管道的基本信息。如果需要进行紧急维修，工作人员可以通过快速定位迅速找到问题管道的位置，减少寻找时间和劳动力。这种定位功能还可以帮助编制管道维护和管理计划，根据管道运行状况提前进行维护和修理，从而有效减少管道故障和事故的发生，提高管道运行的安全性和效率。

6. 统计分析

管道数据统计分析（见图9）在数字化管道系统中的应用非常重要，可以帮助工作人员迅速了解管道运行情况和存在的问题，从而制定科学的管道维护和管理计划。

管道数据统计分析可以通过对管道运行数据的收集和整理，包括管道的长度、直径、材质、安装日期、维护记录、运行时间、故障次数等信息，建立管道数据库，根据这些数据进行分析和处理。从而帮助工作人员更好地管理管道设施，提高管道的安全运行水平。

7. 设备维护管理

设备维护管理（见图10）在数字化管道系统中是非常重要的应用之一，可以收集和分析设备的运行数据，帮助工作人员根据设备的运行时间、维护记录等信息，制定设备维护计划。可以帮助工作人员记录设备的维护情况、维修内容和费用等，充分记录设备的运行情况和维护历史。

设备维护管理可以提高工作效率，降低管道运行故障的风险，确保管道设施的安全运行，为数字化管道系统的稳定运行提供必要的保障。

1. 多数据融合

数字化管道系统可以将管道运行的不同类型的数据进行融合，包括管道设备数据、GIS空间数据、人员管理数据等，帮助工作人员全面了解管道设施的运行情况。

2. 数字化管道模型

为了平台在运营管理过程中发挥更大的作用，平台的三维场景展示开创式地提出将无人机倾斜实时测量数据和人工精细建模数据相结合的方式进行展示，让用户更全面、更立体地了解管道及其周边环境信息。

三维精细建模是采用高清摄像机实地拍取地物照片，结合地形图、施工图等数据，利用3d Max等软件进行人工精细化建模的过程。此种模型精细、美观，信息存储比较丰富，内部结构精细完整，针对性地弥补了无人机倾斜测量的高空摄影对浅层地表、遮盖物下的地物采集数据不完整，底部模型变形、空洞、镂空、模型结构简单等缺点，解决了其数据信息缺失不完整的问题，完美展示地表下燃气管网的空间分布情况，交叉点、障碍物、焊口等高危设备部件的具体情况，让管理方有较高的用户体验与观感。管理方可根据实际应用选用不同的场景进行浏览查询。

3. 基于云端的巡检管理

将巡检数据上传到云端进行管理，工作人员可以随时随地查看巡检数据和管道设施的状态，提高巡检管理效率。

针对巡检人员在外业作业期间逃岗、脱岗的情况，巡检记录缺失、字迹混淆、漏填漏报等问题，App专门提出一体化移动巡检功能，App提供日常签到功能，记录每位外检人员日常签到的地址位置、时间信息，巡检轨迹图；在巡检过程中要求实时上传相关巡检记录，实时汇报巡检信息、安全事件等情况；为配合日常巡检，App提供在线地图功能，可在App上直接点击查询巡检过程中所需要的信息，帮助外业巡检人员更高效地完成工作任务。所有日常巡检记录都将实时保存进后台数据库，并支持每日、每周、每月等工作报表导出，便于统计巡检工作量与工作质量，进一步对外业巡检人员进行考核。

1. 提升管道运营管理水平

燃气管道数字化管理系统可以实现管道运营数据的收集、分析和应用，涵盖了燃气数据完整性管理、巡检工作、危险源识别与上报、巡检统计分析、风险源预处理、应急管理内容等功能，有利于运营管理决策的科学化和精细化，提升管道运营的效率和质量，为燃气管道的安全生产提供进一步的保障。

2. 推动燃气行业转型升级

燃气管道数字化管理系统将对整个燃气信息化管理技术的升级产生积极推动作用，有利于促进燃气行业技术、服务和管理的升级和发展。

3. 为智慧城市建设提供方案

数字化燃气管道系统可以与其他城市基础设施进行联动，如智慧供水、智慧交通等，为智慧城市建设提供方案，实现城市智能化。

《2023智慧城市 · 优秀应用案例集》限时买一赠一活动来袭！现征订《中国智慧城市优秀应用案例集（2023）》即可赠送价值198元《智慧生态应用与发展》！