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8月6日,本报刊发了中国工程院院士黄维和、李阳在2019山东省石油天然气管道智能化发展论坛上的观点文章。现将论坛上中国石油大学、中石油、中石化、中国铁塔等单位专家学者的专题演讲整理刊发,以期各级、各相关部门认真学习研究、充分消化吸纳,最大程度将其转化为推动我省油气管道智能化发展的具体措施。
智能化管道建设关键在融合
□ 刘建武
中石化石油工程设计有限公司副总经理刘建武认为,油气输送管道工程面临着较为严峻的形势,为保障油气管道安全、环保、高效、可靠运行,以数字化管道为基础,通过云计算、大数据、物联网、移动互联及人工智能等新一代信息技术与油气管道技术的深度融合,开展油气管道智能化建设,实现油气管道的全生命周期管理。
中石化石油工程设计有限公司自1995年始致力于油田及长输管道的信息化、数字化及智能化建设。承接新疆煤制天然气外输管道智能化建设试点工程,实现了数字化设计、工程建设、生产运行、管道完整性和站场完整性等方面的智能化应用。
石油工程设计主要在全面智能感知、工程建设管理平台、工程数字化交付等几个方面开展了创新性的研究工作。未来石油工程设计将利用边缘计算、大数据和人工智能等信息技术,建立管道工业互联网平台,通过智能化设计和数字化交付,全面提升智能感知水平,构建有生命的数字化孪生体,实现生产运行优化、管道管理的多业务集成及全生命周期管理,为油气输送管道智能化发展提供专业化咨询,为山东省油气管道高质量发展提供技术支撑。
建立智能化管线
管理系统数据库
□ 范锋
山东省天然气管道有限公司专家范锋介绍,自2014年开工建设以来,中石化智能化管线管理系统的应用越来越广泛深入。
山东管道围绕天然气生产运行、应急响应、运维保障三条主线,完善了数字化管理、完整性管理等六大功能模块,实现对管线日常监管、风险隐患管控、应急处置和辅助决策的闭环管理平台。利用管线探测和测绘、内检测等技术手段,收集、校核管道基础数据,建立智能化管线管理系统的数据库,有效支撑各项工作。
该公司利用可视化技术,加强高后果区、地质灾害点、关键设备、特殊场所等重点区域管理,实时掌握周边环境情况,确保管道安全平稳运行。提供技术支撑,把工作流程进行信息化处理,将工作环节在系统中形成环环相扣的节点,设置定时提醒机制,确保闭环管理落到实处。强化关联信息处理,综合集成SCADA、视频监控等系统,迅速获取报警信息,联动实现信息自动标注、事故动态模拟、现场在线监控,进一步提升应急响应的能力和水平。基于日常生产运行特点,依托工业互联网云平台,打造标准统一、关系清晰、数据一致、互联互通的生产管理平台,实现具备“集成共享、数据智能、业务协同、资源优化、预测预警”的系统功能,打造集数字化、网络化、自动化、可视化、智能化于一体的智慧管道。
管道衍生灾害评价是重要一环
□ 李玉星
“基于全国因地质灾害而导致的管道事故多发的现状,我们开展了以GIS为基础的建立管道地质灾害智能化预警平台,提前预判,提前预防,降低管道地质灾害事故发生率。”中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院院长李玉星表示。
近年来,我国管道所在区域人口分布稠密,生态环境脆弱,管道事故往往导致严重的事故后果。目前我国管道事故原因主要有第三方损坏、管体和焊缝材料失效、腐蚀、自然与地质灾害、误操作。因地质灾害而导致的管道事故占大多数,且往往造成严重的灾害后果。结合管道泄漏实验系统、甲烷空气预混爆炸实验系统,中国石油大学开展了对天然气管道泄漏及其他衍生灾害的后果及机理、管道衍生灾害的预测预警方法等的研究工作,提出以管段划分和网格划分为主的天然气管道衍生灾害评价技术,建立管道地质灾害衍生灾害评价预警平台,有效降低了管道地质灾害事故发生率。
目前平台已在某输气干线进行了工程应用,根据管线设计、运行等具体情况,结合管道周边承灾体分布情况,对所划分管段进行衍生灾害评价计算,同时根据评价结果绘制管道衍生灾害分布图,并将衍生灾害潜在损失后果以电子表格形式输出,指导工程更好地识别高风险管段,提前采取预防措施,减低灾害发生概率和后果。
智能化赋能
中俄东线天然气管道
□ 董红军
中石油管道公司副总工程师董红军指出,管道行业要抓住国家战略机遇,加速管道产业转型升级,使管道企业通过新一代信息技术与工业技术深度融合。
中俄东线天然气管道工程是具有世界级水平的天然气管道工程,全面贯彻全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理的理念,是中国石油首个推行智能管道建设的试点项目,拥有智能化能力的中俄管道被赋予了“生命”的意义,不再是冷冰冰的钢管,而是拥有智慧大脑,与真实管道成为“双胞胎”。
中俄东线从开始就与众不同。设计时,全线采用数字化设计平台；建设时,每根钢管、每台设备、每名员工、甚至焊接完的每一道焊口都有自己的二维码身份证；运营时,基于物联网技术和光纤、视频监控、无人机、智能阴保桩等智能传感器,实现管道及周边环境远程监测,全面提升面向本质安全的管道实时泛在感知能力。
中国长输管道行业经过半个世纪的发展,经历了自动化、数字化阶段,正在进入智能时代,未来以全方位感知、综合性预判、一体化管控、自适应优化为建设目标的智能管道,将全面支撑管道业务实现本质安全、卓越运营和高质量发展。
打造互联网+新业态
智能管线巡护
□ 何训
中国铁塔股份有限公司何训博士指出,中国铁塔公司借助人工智能和大数据,结合监控视频数据搭建的智慧管道平台,具备先进的监控对象辨别能力、异常行为判断能力、恶劣环境识别能力。对危害管道安全的行为进行识别、定位、抓拍、取证,对执法监察和综合调度提供依据,对危害案件破获提供各类图像、声音及数据支持,通过物联网技术触发系统报警制止打孔盗油和非法施工破坏,从而实现管道安全管理工作的实时化、科学化。
目前,中国铁塔公司借助站址资源优势,依托AI监控设备的发展和AI云计算服务,让共享经济下的互联网+新业态智能管线巡护成为现实。铁塔集成对比油气企业自建的建设模式,通过铁塔站址资源的共享、电力保障和延伸的一站式服务,为客户节省了投资成本、投资压力、时间成本以及重资产运营维护的成本,实现监控网络的快速组网。“铁塔+AI”高后果区智能化监控解决方案,紧密贴合国家、省、市对油气管道高后果区的监管要求,助力提升油气管道高后果区的安全管理水平,获得政府、企业、社会的多方认可。
智能化管线建设
将为企业带来五大转变
□ 孙兆强
“智能管线使管线具有分析、决策、预测、优化、自我控制能力,成为具有头、手脚、感知器官的‘管道机器人’,最终实现‘油气流、信息流’一体化融合的现代化管线。”中国石化管道储运公司副总经理孙兆强指出。
建设智能化管线应依托工业互联网平台,建立包括工程建设管控、管道运行管控、生产过程管控、设备监控管控、安全环保管控的五大管控和运营平台,实现工程数字化交付和运营智能化应用,促进管理效率和管理水平的提升,打造集数字化、网络化、自动化、可视化、智能化于一体的智慧管道。
建设智能化管线将为管道企业带来五大转变,一是实现管线数据管理由分散、纸质化向集中、数字化转变；二是实现安全管控模式由被动向主动转变；三是实现管线生产运行管理由相对独立向共享协同转变；四是实现资源调配由局部优化向整体优化转变；五是实现管网信息系统由孤立分散向集中集成转变。
智能化管线建设任重而道远,目前所达到的技术水平距离智能化还有差距,下一步将借助云计算、物联网、大数据、人工智能等技术,逐步提高管线的全面感知、预测预警、优化运行、科学决策水平。
(□ 本报记者 张楠 本报通讯员 李凯 范兴驰 孙延波 整理)
智能化管道建设关键在融合
□ 刘建武
中石化石油工程设计有限公司副总经理刘建武认为,油气输送管道工程面临着较为严峻的形势,为保障油气管道安全、环保、高效、可靠运行,以数字化管道为基础,通过云计算、大数据、物联网、移动互联及人工智能等新一代信息技术与油气管道技术的深度融合,开展油气管道智能化建设,实现油气管道的全生命周期管理。
中石化石油工程设计有限公司自1995年始致力于油田及长输管道的信息化、数字化及智能化建设。承接新疆煤制天然气外输管道智能化建设试点工程,实现了数字化设计、工程建设、生产运行、管道完整性和站场完整性等方面的智能化应用。
石油工程设计主要在全面智能感知、工程建设管理平台、工程数字化交付等几个方面开展了创新性的研究工作。未来石油工程设计将利用边缘计算、大数据和人工智能等信息技术,建立管道工业互联网平台,通过智能化设计和数字化交付,全面提升智能感知水平,构建有生命的数字化孪生体,实现生产运行优化、管道管理的多业务集成及全生命周期管理,为油气输送管道智能化发展提供专业化咨询,为山东省油气管道高质量发展提供技术支撑。
建立智能化管线
管理系统数据库
□ 范锋
山东省天然气管道有限公司专家范锋介绍,自2014年开工建设以来,中石化智能化管线管理系统的应用越来越广泛深入。
山东管道围绕天然气生产运行、应急响应、运维保障三条主线,完善了数字化管理、完整性管理等六大功能模块,实现对管线日常监管、风险隐患管控、应急处置和辅助决策的闭环管理平台。利用管线探测和测绘、内检测等技术手段,收集、校核管道基础数据,建立智能化管线管理系统的数据库,有效支撑各项工作。
该公司利用可视化技术,加强高后果区、地质灾害点、关键设备、特殊场所等重点区域管理,实时掌握周边环境情况,确保管道安全平稳运行。提供技术支撑,把工作流程进行信息化处理,将工作环节在系统中形成环环相扣的节点,设置定时提醒机制,确保闭环管理落到实处。强化关联信息处理,综合集成SCADA、视频监控等系统,迅速获取报警信息,联动实现信息自动标注、事故动态模拟、现场在线监控,进一步提升应急响应的能力和水平。基于日常生产运行特点,依托工业互联网云平台,打造标准统一、关系清晰、数据一致、互联互通的生产管理平台,实现具备“集成共享、数据智能、业务协同、资源优化、预测预警”的系统功能,打造集数字化、网络化、自动化、可视化、智能化于一体的智慧管道。
管道衍生灾害评价是重要一环
□ 李玉星
“基于全国因地质灾害而导致的管道事故多发的现状,我们开展了以GIS为基础的建立管道地质灾害智能化预警平台,提前预判,提前预防,降低管道地质灾害事故发生率。”中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院院长李玉星表示。
近年来,我国管道所在区域人口分布稠密,生态环境脆弱,管道事故往往导致严重的事故后果。目前我国管道事故原因主要有第三方损坏、管体和焊缝材料失效、腐蚀、自然与地质灾害、误操作。因地质灾害而导致的管道事故占大多数,且往往造成严重的灾害后果。结合管道泄漏实验系统、甲烷空气预混爆炸实验系统,中国石油大学开展了对天然气管道泄漏及其他衍生灾害的后果及机理、管道衍生灾害的预测预警方法等的研究工作,提出以管段划分和网格划分为主的天然气管道衍生灾害评价技术,建立管道地质灾害衍生灾害评价预警平台,有效降低了管道地质灾害事故发生率。
目前平台已在某输气干线进行了工程应用,根据管线设计、运行等具体情况,结合管道周边承灾体分布情况,对所划分管段进行衍生灾害评价计算,同时根据评价结果绘制管道衍生灾害分布图,并将衍生灾害潜在损失后果以电子表格形式输出,指导工程更好地识别高风险管段,提前采取预防措施,减低灾害发生概率和后果。
智能化赋能
中俄东线天然气管道
□ 董红军
中石油管道公司副总工程师董红军指出,管道行业要抓住国家战略机遇,加速管道产业转型升级,使管道企业通过新一代信息技术与工业技术深度融合。
中俄东线天然气管道工程是具有世界级水平的天然气管道工程,全面贯彻全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理的理念,是中国石油首个推行智能管道建设的试点项目,拥有智能化能力的中俄管道被赋予了“生命”的意义,不再是冷冰冰的钢管,而是拥有智慧大脑,与真实管道成为“双胞胎”。
中俄东线从开始就与众不同。设计时,全线采用数字化设计平台；建设时,每根钢管、每台设备、每名员工、甚至焊接完的每一道焊口都有自己的二维码身份证；运营时,基于物联网技术和光纤、视频监控、无人机、智能阴保桩等智能传感器,实现管道及周边环境远程监测,全面提升面向本质安全的管道实时泛在感知能力。
中国长输管道行业经过半个世纪的发展,经历了自动化、数字化阶段,正在进入智能时代,未来以全方位感知、综合性预判、一体化管控、自适应优化为建设目标的智能管道,将全面支撑管道业务实现本质安全、卓越运营和高质量发展。
打造互联网+新业态
智能管线巡护
□ 何训
中国铁塔股份有限公司何训博士指出,中国铁塔公司借助人工智能和大数据,结合监控视频数据搭建的智慧管道平台,具备先进的监控对象辨别能力、异常行为判断能力、恶劣环境识别能力。对危害管道安全的行为进行识别、定位、抓拍、取证,对执法监察和综合调度提供依据,对危害案件破获提供各类图像、声音及数据支持,通过物联网技术触发系统报警制止打孔盗油和非法施工破坏,从而实现管道安全管理工作的实时化、科学化。
目前,中国铁塔公司借助站址资源优势,依托AI监控设备的发展和AI云计算服务,让共享经济下的互联网+新业态智能管线巡护成为现实。铁塔集成对比油气企业自建的建设模式,通过铁塔站址资源的共享、电力保障和延伸的一站式服务,为客户节省了投资成本、投资压力、时间成本以及重资产运营维护的成本,实现监控网络的快速组网。“铁塔+AI”高后果区智能化监控解决方案,紧密贴合国家、省、市对油气管道高后果区的监管要求,助力提升油气管道高后果区的安全管理水平,获得政府、企业、社会的多方认可。
智能化管线建设
将为企业带来五大转变
□ 孙兆强
“智能管线使管线具有分析、决策、预测、优化、自我控制能力,成为具有头、手脚、感知器官的‘管道机器人’,最终实现‘油气流、信息流’一体化融合的现代化管线。”中国石化管道储运公司副总经理孙兆强指出。
建设智能化管线应依托工业互联网平台,建立包括工程建设管控、管道运行管控、生产过程管控、设备监控管控、安全环保管控的五大管控和运营平台,实现工程数字化交付和运营智能化应用,促进管理效率和管理水平的提升,打造集数字化、网络化、自动化、可视化、智能化于一体的智慧管道。
建设智能化管线将为管道企业带来五大转变,一是实现管线数据管理由分散、纸质化向集中、数字化转变；二是实现安全管控模式由被动向主动转变；三是实现管线生产运行管理由相对独立向共享协同转变；四是实现资源调配由局部优化向整体优化转变；五是实现管网信息系统由孤立分散向集中集成转变。
智能化管线建设任重而道远,目前所达到的技术水平距离智能化还有差距,下一步将借助云计算、物联网、大数据、人工智能等技术,逐步提高管线的全面感知、预测预警、优化运行、科学决策水平。
(□ 本报记者 张楠 本报通讯员 李凯 范兴驰 孙延波 整理)