为管道装个“耳聪目明”的“大脑”

探索设计在智慧管网建设中的重要作用

  我国目前累计建成油气长输管道约12万多公里,各类站场800余座,被称为中国油气管网,他们就像血管和脉络一样,支撑着祖国的能源供给。

  人的血管或心脏出现问题,可以做B超、CT、核磁,根据检查结果进行相应的治疗,那么中国油气管网出问题了怎么办?采取什么手段检查她的“健康状况”,从而形成一套完整的数据档案便于维护和管理?

  管道设计院信息专家介绍,该院正在开展在役管道数字化恢复设计工作,就是为在役管道进行“健康体检”提供数据支持。自此,数字化设计及数字化恢复技术在智慧管网建设中扮演着越来越重要的角色。

  建立管道“健康档案”

  “互联网+”时代,油气储运管道实现数字化设计。这一技术的成熟,让长输管道设计实现了从传统二维到三维、纸质到电子、从传统模式到数字化模式的转变,使管道全生命周期管理数字化业务又向前迈进了一大步。

  从2011年年底,管道设计院在中国石油率先对新建管道进行“以设计为源头开展管道全生命周期管理”的数字化、协同化设计应用技术的研究,逐步完善了站场、线路、建筑、经济数字化设计四大平台,并于2016年在中国石油内部推广。集团公司明确指出,所有设计单位在线路设计中要统一采用管道设计院的PEDAD数字化设计平台进行设计,站场数字化设计采用PDMS或SP3D软件进行设计。

  当前,数字化设计已经在管道建设中广泛采用,那么现有的在役管道如何以数字化的形式呈现?2015年,管道设计院在对新建管道进行数字化设计的基础上,又开始对在役油气管道开展数字化恢复应用技术的研究和探索。从2016年开始,管道设计院应用数字化恢复技术向西气东输、西部管道、西南管道公司以及地方其他单位主动推介40余次,承揽到了贵州普安至兴义输气干线工程的数字化恢复项目及新疆燃气集团城市燃气管道数字化恢复项目。

  专家介绍,管道设计院利用三维激光扫描、地下管线探测、航空摄影测量、数字化设计等技术,建立在役管道数据模型,恢复管道设计、采购、施工、竣工验收等阶段数据,集成运行期数据需求,构建与在役管道本体高度一致的虚拟管道。

  “在役油气管道数字化恢复,可解决在役油气管道存在的建设期数据缺失、错乱,数据缺少层次性和关联性,缺少可视性和易读性信息等数据质量问题。”原管道设计院中缅管道数字化恢复项目经理李麟介绍,管道设计院正在进行在役中缅管道山地数字化恢复工作,利用无人机倾斜摄影采集线路沿线、站内及站内周边三维数据,利用地面三维激光扫描采集高精度点云数据和影像,利用管线探测仪对地下仪表、通信、阴保、电力、给排水等各类管网进行位置和深度探测,采集到的大量数据要求具备真实性、准确性、完整性,这成为解决整个在役管道智能建设的基石。

  数字化点亮智能管道

  智能管道,主要基于大数据,运用物联网、云计算、人工智能等关键技术,实现全面感知、自动预判、自我调整和智能优化,实现管道质量、进度、安全的全方位、深层次管控以及管网运营效益最大化。其六大特征是:数据全面统一、感知交互可视、系统融合互联、供应精准匹配、运行智能高效、预测预警可控。

  2017年,集团公司提出要将中俄东线(黑河至长岭段)建成首个智能管道。管道设计院从初步设计到施工图设计全部采用了数字化设计手段。为了实现“全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理”的智能管道建设目标,该院在中俄东线施工现场搭建数字化设计平台,集成设计与施工数据,实现动态更新,自动生成竣工图。

  业主认为,从在役智能管道、智慧管网建设的角度来讲,必须抓好三方面工作。第一是数据,这是做智能管道建设的基础,即生产资料;第二是算力和算法,它是整个智能管道建设的生产力;第三是互联网和区块链网络,这是智能管道建设解决生产关系问题的一个重要方面,这三个要素一环扣一环。

  为管道装上“大脑”,开启智能管道模式。未来,如果在电脑上轻点该线竣工图的一道焊口,一串数据就呈现:钢管材质、口径、出厂日期、焊接人、焊片、焊口合格率等,在运行期,如果哪里出了问题或即将发生问题,一目了然,并采取措施预防或避免事故发生,更便于运行期的维护和管理。

  打造老管道的“高速公路”

  闽粤支干线是国家“南气北送、互联互通”的重点项目,将来在区域环网中,新管道闽粤支干线与老管道西气东输三线以及其他管道实现互联互通。因此,各站场必须改造,适应多种不同调气工况和正反输工况。

  但是,老管道当年并不是按照数字化设计、采办、施工进行建设的。在打造智慧管网的同时,势必会在信息交互、数据互通时遇到瓶颈,无法形成统一的管控手段和管控方法。

  李麟认为,必须按照集团公司CDP统一规定,从数据层面,通过数字化恢复,把以往这种捋不清的、杂乱无章的数据,通过统一的规则、方式整合,形成管道本体的数据资产,以管道大数据为核心,将老管道打造成“高速路”。

  目前,国家正在积极推进智慧能源战略,智慧管网是其中重要的组成部分,管道设计院将抓住机遇开发系统内外市场,以拥有的数字化设计、数字化恢复应用技术拥抱智能管道、智慧管网的大市场。

  大数据为护航大管网

  -采访手记

  国家发改委、能源局发布的《中长期油气管网规划》明确规定,到2025年,全国油气管网规模将达到24万公里,我国油气管网建设将迎来一个新的发展时代。随着大数据、云计算、物联网等新一代信息技术日趋成熟,数字化设计为智慧管网的发展插上了腾飞的翅膀。

  记者获悉,经过不断探索和实践,管道设计院已经形成了从在役油气管道设计、施工、运维信息的数字化修复、补充,到利用可视化三维模型进行展示和数据管理的一系列方法及成果,能够实现在役管道数据的完整再现。

  这个时代数据就是资产。管道数字化成果可以为今后改扩建或进行管道大修提供支持。在采访中,记者发现,管道设计院把目光聚焦在更远的地方——下一步,通过建立中国管网的大数据中心,以及数据分析平台和应用平台,为用户提供更多的增值服务。

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