智能管网一体化系统方案

智能管网一体化系统方案
智能管网系统是实现智能管网管理的手段和载体，其集成管道和站场的所有信息，采用大数据建模的分析理念，建设成熟可靠的智能管网一体化平台，包括：通过物联网平台实现对生产安全风险点的全面监控，以及所有管理环节所需信息的全面共享；通过大数据建模，实现设备设施数据的实时分析处理，保障生产活动安全有序。

1.智能管网的特点及建设难点
智能化管网系统是一个庞大的应用工程系统，其将众多相对独立的管道数字化，集成化和产品化，整合为以海量数据库为基础的系统，实现数据共享，具有智能化、数字化、可视化、标准化、自动化、一体化特征，并具有专业性、兼容性、共享性、开放性、安全性特点，最大限度地消除信息孤岛。

智能化，即实现管道的运行优化、管道安全风险的预测预警、应急抢险的交互联动响应；数字化，即通过文档资料及图片资料的结构化、索引化，加强知识共享，更为设备更新改造提供便捷；可视化，即实现管道相关数据的图形、图像、视频、图表分析信息的多维度查询及可视化展示；标准化，即生命周期的业务标准、技术标准、数据标准，以及设计、建设期成果的数字化移交标准；自动化，即完善管道的自控仪器仪表、检测设备及管控系统，实现管道运行状态的自动检测；一体化，即全面整合生产运行的实时数据和管理应用的业务数据，通过大数据建模分析实现决策支持。

智能管网的建设难点和制约因素主要包括以下几个方面：
（1）数据准确性的难点，智能管网平台是确保建设期数据与运行期数据一体化的平台，涵盖管道全生命周期的各个阶段，数据的准确性直接影响管道的智能化水平。

（2）数据统一的难点，建设期与运行期要采用同样的数据框架、数据字典，系统建设才能落地，数据才能自由调用。

（3）智能化应用的难点，体现在如何建模才能与管道实际运行情况相吻
合，重点在于决策支持分析，即如何为管道企业决策提供支持服务。

（4）系统运行速度及自维护的难点，系统的运行速度，直接决定只能管网建设的成败，需要采用GIS调用和存储的新技术，同时，需要解决如何使数据变成活数据，增加更新速度，提高自维护性能的问题。

（5）体系建设与平台同步的难点，体系建设必须与平台同步，否则未来应用和运维等均难以落实。

2．智能管网解决方案
⏹建立管道全生命周期数据标准
为了形成与管道实体相对应的数据资产，确保数据的完整性及可重复应用，需要构建数据标准和规范，在整个生命周期内执行同样的数据标准，各业务数据通过数据模型进行整合。

通过构建智能化管道数据标准，在管道全生命周期内，各类业务产生、传递、共享、应用、形成完整的数据信息链。

⏹构建管道全生命周期数据库
管道全生命周期管理（Pipeline Lifecycle Management，PLM）可定义为：在管道规划、可行性研究、初步设计、施工图设计、工程施工、投产、竣工验收、运维、变更、报废等整个生命周期内，整合各阶段业务与数据信息，建立统一的管道数据模型，实现管道从规划到报废的全业务、全过程信息化管理。

构建全生命周期管道数据模型，以设计和运行为主，创建APDM数据模型，将各阶段全业务数据按中心线入库和对齐，通过将全部数据加载到管道数据模型上，对管道本体及周边环境数据、管道地理信息数据、业务活动数据和生产实时数据等数据资源进行集中存储和开发利用，实现物理管道和数字管道模型的融合（图1）。

图1 管道全生命周期数据库构成示意图
全生命周期智能管网设计
全生命周期包括管道建设、运营两个阶段，同时将决策支持作为重要组成部分，突出智能管道的决策支持功能（图2、图3）。

图2 全生命周期智能管网结构设计图
图3 大数据分析决策支持分析流程图
⏹搭建基于GIS的全生命周期智能管网平台
按照“统一系统、统一平台、统一安全、统一运维”的思路，基于云架构建设数据中心、应用平台和共享服务系统，形成统一的建营一体化平台，构建管道建设与运营业务应用功能，满足工程建设和运营管理的业务需求。

图4 管道生命周期GIS数据平台及数据库搭建流程图
⏹施工管理
1．施工数据采集录入管理
施工数据入库包含施工全过程的数据采集、整理、转换、传输和加载等内容，既要满足数据完整性、合规性、可靠性、外延扩展性和逻辑一致性等要求，又要满足空间数据和属性数据的关联关系的正确性及与其他数据的融合精
度要求，如遥感数据、航测数据、设计数据、地形数据、工程数据等，对于数据入库的逻辑结构，包括字段、数据类型、字段长度、单位等必须满足智能化管道标准的要求。

2. 工程建设过程可视化管理
工程建设过程可视化质量管理，是以督导施工过程规范化为目标，以空间图像、照片为手段，实现反映问题有图有真相，是施工过程可视化质量管理的有效手段。

系统通过智能手持终端快速拍照，有效记录施工过程，根据照片的坐标信息，定位承包商。

3. 工程数据数字化移交
以全生命周期数据库的方式进行移交，移交成果为管道建设数据库，便于未来管道运行管理过程中查询和调用技术参数、设备属性，数据可用性强，可为后续应用系统直接提供基础数据。

管道运维管理
开发基于GIS的运维管理模块，实现运维期管道全生命周期的闭环管理，满足完整性管理6步循环的要求，实现数据采集、高后果区识别、风险评价、完整性评价、修复与减缓、效能评价的全过程管理（图5）。

图 5 管道运维管理流程示意图。