基于位置服务的长输管道巡检系统

李晓波 林渊 娄建新 肖峰

（塔里木油田公司塔西南勘探开发公司 新疆喀什844000）

通过业界对管道巡线发现的各类安全隐患进行分析，排在前3位的事故隐患分别是第三方施工、非法占压管道和水工保护。这些事件带有一定的突发性和偶然性，巡检人员第一时间上报发现的安全隐患非常重要。传统的巡线系统难以满足随时随地获取信息的要求，通过信息化的建设，将信息终端扩展到了P D A、手机等移动终端上。可以实现对巡视线路的监视,巡检人员工作状态检查,实时报警以及在GIS（地理信息系统）上显示事故点等,可以实现对长输管道数字化、可视化、实时化巡线管理,切实提高了紧急故障处理的能力和协调水平,保障整个天然气管线安全稳定可靠地运行。

一、系统架构及功能

1.网络架构

系统网络由调控中心、巡线工业终端、及通讯运营网络所构成。其中：

调控中心配置系统所需的通信服务器及GIS服务器，是整个系统的核心，管理设置下一级到各基层站，调控中心负责与巡线工业终端的信息交互，完成各种巡线事件、通知消息的接受、分类，记录和转发，调控中心采用中国联通GPRS，结合GIS结合终端大屏显示，实现对巡线员工的安全监控与指挥调度。

巡检工业终端，利用全球定位系统(GPS)作为定位信号源，计算出移动终端所在位置信息，通过数据接口完成协议，数据格式等转换，结合管道野外巡线业务，以及调度指挥等信息终端的。通讯模块和中心服务器通讯采用采用TCP/IP协议，通过建立专用Socket连接，将位置和其他信息封装在数据包中，通过Socket连接发送到对方。

调控中心与巡检工业终端的通讯，以GPRS(移动数据业务)作为主要方式通信模式，巡检工业终端的定位信息、上报信息均通过GPRS上传到调控中心，并存放在数据库服务器中。

2.系统功能

系统采用面向服务的体系架构（SOA）思想，基于三层浏览器/服务器（B/S）架构，以GIS为基础平台，APDM作为管道数据模型，采用Oracle进行数据存储和管理，基于微软DotNet Framework平台的进行软件开发，系统功能主要由巡线工业终端、WE B应用及服务端组成。

工作人员通过浏览器完成事件查看及处理、地图浏览、人员监控、指标统计等功能，其中服务端支持巡线终端与We b应用可以通过We b服务器实现对数据库的操作。巡线管理包括选型区段管理、考勤点管理、巡线事件管理、人员监控、人员与设备管理、GIS展示、统计报表、系统接口。

3.数据库及数据组织

地理信息系统的底层开始与数据库技术相结合而发展为空间数据库。空间数据库技术在管理海量数据、分布式数据存储、解决属性与空间数据一致性等问题上比传统的文件存储方式有很大的优势，使得管道专业数据、遥感影像、环境专题数据、基础地理等各方面的数据得到整合。系统数据由管线专业数据及基础地理数据所组成，数据种类包括：基础GIS信息、管道设施数据、应急资源数据、管道G P S巡线轨迹数据、巡线事件等。

二、应用情况

南疆天然气利民工程由4条干线、19条支线构成，途经阿克苏地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州（简称克州）、喀什地区和和田地区，管道全长近2500km,位居在新疆以南，紧邻塔克拉玛干大沙漠，自然条件极其恶劣。由塔西南勘探开发公司喀什油气运行中心对全线的生产和管理进行统一指挥、统一调配。管道运行管理部分别在喀什、和田、泽普、阿克苏、图木舒克、麦盖提6个基层站，负责所辖分区的线路及相应站场（包括线路阀室）的操作、维护、巡检、运行管理等工作。

针对南疆管道大部分处在自然环境比较复杂的戈壁、沙漠、湿地等环节，部分区域难以通过，部分无人区域采用车载巡检的方式来实现。巡检实际通过位置往往离管道有一定距离。因此在参考实地道路、环境的基础上，结合管道的一些关键地点如：人员活动密集区域，水工保护、穿跨越、地质灾害、第三方施工、阴保桩、转角桩等，制定了巡检关键点，作为巡线工作考核指标。将这些业务逻辑集成到巡检终端中，涵括从事件上报、地图查看、位置监控，沿线周边环境数据等整合到一个操作简单的软件应用中，简化现场数据上报实际操作。在同时将这些巡检关键点利用GIS做分析确认，存储到管道数据库中。这些有针对性实际线路管理方法和措施的落实,有效建立起了一套科学的、行之有效的维护巡检体系,保证整个天然气管道安全稳定可靠运行。很好地完成建设初期的预期要求。

结语

天然气长输管道巡检系统的建立了管理人员、技术人员、巡线人员多层协同工作平台，实现巡检信息的上报、统计、查询。运用位置服务及GIS技术，监控人员可以在千里之外获悉巡线现场周边及安全情况，安排和指挥管道的保养维护工作，系统的投入使用解决野外管道巡线数据采集困难、管道事件记录上报过程繁琐、周期长的问题。提高了管道巡检的信息化、标准化、实时化、智能化及可控性。实现现场巡检管理、缺陷管理以及野外巡线工作管理的精确量化，促进了天然气管道的安全运行管理水平。

[1]王瑞萍，2008，《数字管道技术应用现状与前景展望》，油气田地面工程，27卷第2期.

[2]唐丹，2012，《南疆天然气利民工程管道建设效益分析》，油气田地面工程，第5期.