基于GIS技术的原油集输管网数字化管理系统

俞晓妮 沈阳职业技术学院信息工程学院

基于GIS技术的原油集输管网数字化管理系统

俞晓妮 沈阳职业技术学院信息工程学院

利用GIS技术构建集输管网数字化管理系统，可提高集输管网的管理水平和工作效率。在系统设计时，以可视化作为核心设计思想，并联合利用采输基础数据库及图形库进行系统设计。通过管理界面，即可以实现对管网各种信息的快速查询和监控；利用相关软件和数据信息，可快速绘制出管网的电子地图；利用管网系统，可实现对整个管网的空间管理，按照实际工作需要快速计算出各种具体的统计数据等。

GIS技术；原油集输管网；数字化；管理系统；设计

GIS是一种特定的十分重要的空间信息系统，近几年来，GIS技术被广泛应用于各种管道网络管理中。在管道网络管理中，各种GIS系统的建立，提高了管道网络的运行管理效率。

1 GIS技术与原油集输管网

随着油田的规模不断扩大，集输管网的长度和数量等也不断增加。而且，原油的集输管网系统大多十分复杂，涉及到井、计量站及外输首站整个过程，具有分布地域广、系统要素多等特点。在原油的集输管网系统中，涉及到多项因素，例如不同的管道和地面条件，以及阀门、焊接点和阀组等。而且，集输管网面积也呈现出越来越大的趋势，基本覆盖整个油区。另外，在集输系统的运行和管理过程中，涉及到多个不同的专业和工种。以往对集输管网系统进行管理的时候，采取的大多是传统的人工检测和管理的方式。但传统的管理模式作业难度大、工作效率低，且容易出现管道破裂等不良事件，给管理工作带来了较大的困难。加上一些外界环境和气候等因素的影响，在实际的管理过程中存在较大的难度，一旦出现问题，大多无法及时地予以控制。因此，对不同的油田来说，构建有效的管理系统迫在眉睫。而通过利用GIS技术，则可以实现对原油集输管网的数字化管理，保证整个集输系统的安全、稳定运行。利用GIS技术构建集输管网数字化管理系统，可以对整个油田范围内管网和不同节点信息的具体位置、管网走向、闸门分布等予以动态监控。一旦出现异常，工作人员只需连接网络，输入所在路段信息，系统会自动显示该区域管道的规格、走向等信息。这样，抢修人员结合以往经验，便可快速确定管道的受损位置等。可以说，GIS系统为各个油田提供了一幅集输管网的“活地图”，可以帮助工作人员全面、直观地对整个网络进行观察，实现了对整个集输管网的高效管理。

2 集输管网数字化管理系统设计

某油田地下管网系统十分复杂，且种类繁多，管理难度较大。长期以来，该油田在管理和维护区域内的天然气管网系统时，沿用的仍然是传统的人工管理的方式：通过人工测绘获得区域内管网系统的具体分布等情况，并以人工方式进行图纸管理。在实际管理过程中，工作人员需要通过大量的实地测绘工作来获得管道的分布和走向等数据信息。在获得管道具体的数据信息时，还需要采用人工计算的方式得出具体的数据结果。从总体来看，采用这样的人工工作模式工作效率低，且容易出现错误。并且随意性也较大，给查询、管理工作带来很多困难。因此，油田利用GIS技术构建集输管网数字化管理系统，以提高集输管网的管理水平和工作效率。

（1）系统设计思想。在系统设计时，以可视化作为核心设计思想，利用集输基础数据库及图形库进行系统设计。具体的系统设计思想如图1所示。其中，系统的底层由集输基础数据库和图形库组成，分别用来存储各种集输管网基础数据和不同格式的图形数据。且储存的图形是数据的表现形式，数据则为图形的具体内容。数据域与图形之间密切相关，并通过可视化发生关联，共同构成一个完整体系。在系统核心基础上进行延伸，可以以数据库和图形库为基本依托，形成完整的集输管线地理信息系统。

图1 系统设计思想

（2）系统设计平台。在利用GIS技术的时候，需要有一个平台为依托。油田集输管网数字化管理系统选择的开发工具为VB，并利用MO进行二次开发。

（3）系统构成。整个系统由不同的硬件、软件及空间数据构成。其中，硬件包括各种输入设备（例如数字化仪、扫描仪、图象处理设备、GPS、测绘仪）、管理设备（例如各种存储设备、主机）和输出设备（包括打印机、显示器、绘图仪）等。软件则包括各种计算机操作系统和数据库软件，有各种空间数据库管理软件、属性数据库管理软件（例如Oracle，Sybase，SQLSever等），各种GIS专业软件（包括用户界面、系统二次开发能力、系统管理软件及分析软件）等。地理数据是系统的具体操作对象，在具体的系统设计过程中，可以根据不同地理实体的具体情况，对空间数据予以抽象处理，并通过点、线、面的方式表现出来。

（4）系统功能模块设计。原油集输管网地理信息可视化系统中还包含了多个功能模块，包括可视化查询模块和数据编辑模块、图层管理模块、图形编辑模块，以及图形生成模块、统计分析模块、参数定位模块、输出模块、图片管理模块和管网分析模块等。其中，可视化查询模块具有图形驱动功能，可以实现对目标信息的查询，以及利用比例尺控制图层信息量等。图形编辑模块中包含了大量的集输管网图形符号数据编辑模块，可以实现对模块的不同操作，例如删除和添加，以及查询、修改和打印等。图形编辑模块可以为工作人员提供各种灵活的绘图工具，具备完整的集输管网图编辑器。图层管理模块负责对不同的图层进行有效管理，并对不同图层予以任意的灵活组合。图形生成模块则可以利用数据库信息，按照当前图层动态生成新的图层或图。参数定位模块通过集输气站和管线名等给定参数，自动在图件上对具体的目标予以选定。统计分析模块主要负责统计分析工作，可以对各类集输管网数据，例如阀门总数量、管段长度及管网公里数等进行科学的统计，并及时对报表予以显示和打印统计。输出模块可以实现各类数据、图形以及成果表的输出。其中，数据的输出包括多方面的内容，例如每点的平面坐标、埋深及输送介质参数，还有管道腐蚀剩余平均壁厚等。输出的成果表则主要为各种分析评价得出的结论，以及各类检测的最终数据结果等。而输出的图形也包括多种类型，例如管道与周边其他管网的空间位置和管网周围地物地貌，以及管网分类分布等。图片管理模块主要负责对各种图片进行管理，例如对图片入库和修改，以及图片与圈层目标挂接等。系统中，实现集输管道静、动态仿真的模块为管网分析模块，该模块可以在管网地理图上对最终的分析结果予以显示。

（5）应用效果分析。集输管网地理信息可视化系统建立之后，在某油田得到了应用。经过一段时间的实践应用发现，通过管理界面，可以实现对管网各种信息的快速查询和监控；利用相关软件和数据信息，快速绘制出管网的电子地图；利用管网系统，实现对整个管网的空间管理，按照实际工作需要快速计算出各种具体的统计数据等。通过数字化的管理系统，还可以及时发现各种管道异常，并快速进行定位和处理。某油田集输管网系统实现了数字化管理，对各种异常情况做到了快速反应，工作效率也得到了显著的提高。

3 结语

将GIS技术应用于油田的集输管网管理中，可以构建起功能强大的数字化管理系统，实现对集输管网的信息化管理，从而有效提高集输管网的管理效率和水平，保证集输管网的稳定运行。另外，随着新世纪石油行业信息化建设的不断发展，“数字油田”和“数字管道”等的建设过程中，GIS技术必将得到更多更为深入的应用。

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.029