第24卷第4期油氣儲(chǔ)運(yùn)00e00綜述數(shù)字管道的技術(shù)與應(yīng)用孫齊(中國(guó)石油天然氣股份有限公司天然氣與管道分公司)孫齊:數(shù)字管道的技術(shù)與應(yīng)用,油氣儲(chǔ)運(yùn),2005,24(4)1~2摘要在“數(shù)字地球”理諗成為熱點(diǎn)之后,其概念被越來(lái)越多地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,數(shù)字管道即來(lái)源于這一概念。闡述了數(shù)字管道所涵蓋的廣義信息與系統(tǒng),討論了構(gòu)建數(shù)字管道的4S技術(shù)及業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成,提出了建設(shè)數(shù)字管道是在信息化社會(huì)下,我囯油氣管道建設(shè)的必由之路主題詞數(shù)字管道技術(shù)建設(shè)應(yīng)用境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等各個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)信息進(jìn)行數(shù)字整合并數(shù)字管道的概念集成的應(yīng)用系統(tǒng),并在可視化條件下為技術(shù)人員和管理人員提供支持和服務(wù)。其表現(xiàn)形式是一個(gè)管道數(shù)字管道的概念源于數(shù)字地球。19年美國(guó)綜合信息系統(tǒng)前副總統(tǒng)戈?duì)柼岢隽藬?shù)字地球( Digital Earth)的概念,引起了全球的關(guān)注。數(shù)字地球已成為世界科學(xué)二、構(gòu)建數(shù)字管道的關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)界的熱點(diǎn)之一。數(shù)字管道就是在數(shù)字地球這概念的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的構(gòu)筑數(shù)字管道的主要支撐技術(shù)有"遙感(1999年,在美國(guó)馬里蘭大學(xué)數(shù)字地球研討會(huì) sensing,RS)、全球定位系統(tǒng)( global positioning上大多數(shù)學(xué)者同意將數(shù)字地球定義為:“數(shù)字地球 system,GPS)、地理信息系統(tǒng)( geographic informa是地球的虛擬表示,能夠匯集地球的自然和人文信 tion system,GlS)、網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)及現(xiàn)代通訊息,人們可以對(duì)該虛擬體進(jìn)行探查和互動(dòng)”。引申而等。其中關(guān)鍵技術(shù)是4S(RS、DCS、GPS、GlS)技術(shù)。來(lái),數(shù)字管道可以定義為:“數(shù)字管道是管道的虛擬1、遙感技術(shù)(RS)表示,能夠匯集管道的自然和人文信息,人們可以對(duì)遙感技術(shù)是通過(guò)在飛機(jī)、衛(wèi)星、航天飛機(jī)等遙感該虛擬體進(jìn)行探查和互動(dòng)”。按照這個(gè)定義數(shù)字管平臺(tái)上,安裝光學(xué)、紅外、微波等遙感器,遠(yuǎn)距離地接道應(yīng)當(dāng)被視為一個(gè)空間性、數(shù)字性、集成性三者融合收電磁輻射信息。這些信息以數(shù)字方式記錄,再經(jīng)的系統(tǒng),匯集了管道的各類信息、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、軟件系微波傳輸?shù)竭b感地面接收站,經(jīng)處理后制成遙感磁統(tǒng)等。簡(jiǎn)言之?dāng)?shù)字地球是信息技術(shù)和地球科學(xué)支記錄產(chǎn)品或遙感影象模擬膠片、像片等,提供給用戶持的虛擬的地球模型,而數(shù)字管道是數(shù)字地球在油使用氣管道設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行及管理決策范疇的應(yīng)用。它2、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)(DCS綜合集成了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感與測(cè)該技術(shù)也稱"遙測(cè)",它將在地面上的定位觀測(cè)量技術(shù)、仿真、人工智能、微電子等科學(xué)技術(shù)站中國(guó)煤化工器接收到的物理量數(shù)字管道通過(guò)收集全方位、多分辨率、三維空間經(jīng)CNMH⑦數(shù)據(jù)發(fā)射至衛(wèi)星上的的、覆蓋于管道沿線及周邊的大量地理信息,并使用數(shù)據(jù)接收器,再經(jīng)中繼衛(wèi)星或通訊衛(wèi)星,集中傳輸?shù)交诘乩頂?shù)學(xué)模型的高級(jí)決策系統(tǒng)對(duì)管道資源、環(huán)地面遙測(cè)接收站,經(jīng)處理后制成規(guī)范的數(shù)據(jù)表格提1001元方捕區(qū)安德路16號(hào)洲際大廈電話:(10)8488639油氣儲(chǔ)運(yùn)2005年供給用戶使用。遙感信息模型中計(jì)算岀的數(shù)據(jù),需上。管道運(yùn)行管理系統(tǒng)是一個(gè)多個(gè)系統(tǒng)匯集起來(lái)的要遙測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,遙感信息模型中的地理參數(shù)同樣復(fù)合系統(tǒng),其中包括了前兩個(gè)階段產(chǎn)生的竣工系統(tǒng)需要對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)最終確定也包括 SCADA子系統(tǒng)、銷售子系統(tǒng)、管道資源管理3、全球定位系統(tǒng)(GPS)子系統(tǒng)等。如果說(shuō)遙感、遙測(cè)能夠?qū)Ρ粶y(cè)對(duì)象做到定性、定數(shù)字管道系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)這些子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和量的話,GPS則能夠?qū)Ρ谎芯康膶?duì)象做到定時(shí)、定共享,同時(shí)還要保證各子系統(tǒng)的信息安全性。位。GPS具有全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)功能,能夠?yàn)楦黝愑脩籼峁┚_的四、數(shù)字管道的應(yīng)用前景三維位置、三維速度和一維時(shí)間的信息,而且具有良好的抗干擾和保密性能。遙感、遙測(cè)的定量精度要數(shù)字管道是信息化的管道,是一個(gè)完整的管道靠GPS定位的精度予以保證。信息模型。它把有關(guān)管道上每一點(diǎn)的所有信息,按4、地理信息系統(tǒng)(GIS)地理坐標(biāo)加以整理,然后構(gòu)成整條管道的信息模型。該技術(shù)就是在計(jì)算機(jī)軟、硬件支持下,通過(guò)系統(tǒng)通過(guò)它可以快速地、形象地完整地了解管道上任何建立、操作與模型分析,對(duì)空間相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集點(diǎn)、任何方面的信息,從而實(shí)現(xiàn)“信息就在指尖上”操作、分析、管理、模擬和顯示,并采用地理模型分析的理想。從數(shù)字管道所包含的主要內(nèi)涵來(lái)看它是方法,適時(shí)提供多種空間的動(dòng)態(tài)的地理信息,為地理個(gè)擴(kuò)展了的、全方位的、高速的、網(wǎng)絡(luò)化的管道綜研究和地理決策服務(wù)而建立起來(lái)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)合信息系統(tǒng)。4S(RS、DCS、GPS、GIS)技術(shù)均是通過(guò)衛(wèi)星傳據(jù)報(bào)道,西氣東輸冀寧聯(lián)絡(luò)線為我國(guó)首條數(shù)字輸?shù)降孛媸菙?shù)字管道信息采集的必要手段,其中輸氣管道,該管道采用4s技術(shù)及計(jì)算機(jī)和多媒體技DCs也可在地面上通過(guò)微波或無(wú)線電中繼站來(lái)傳術(shù)等高科技手段通過(guò)對(duì)管道設(shè)施、沿線環(huán)境、地質(zhì)輸。GIS是地面處理圖像、圖形、數(shù)據(jù)、屬性的計(jì)算條件、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化等各方面的信息在三維上有機(jī)軟件系統(tǒng)?；贕S系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及信息的集成機(jī)整合,實(shí)現(xiàn)可視化條件下的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中采用和共享,構(gòu)建了處理管道信息的數(shù)字管道。4S技術(shù),使冀寧聯(lián)絡(luò)線具備了建成數(shù)字管道的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。事實(shí)上,只有將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到管道建設(shè)、數(shù)字管道的業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成以至投產(chǎn)后的運(yùn)營(yíng)管理之中,使得數(shù)字信息具有歷史連續(xù)性,才能成為完整意義上的數(shù)字管道數(shù)字管道包括了管道勘査設(shè)計(jì)系統(tǒng)、管道建設(shè)數(shù)字管道技術(shù)將極大地提高勘探設(shè)計(jì)水平,實(shí)項(xiàng)目管理系統(tǒng)、管道生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)三個(gè)組成部現(xiàn)科學(xué)、規(guī)范的項(xiàng)目施工管理體系和運(yùn)行管理體系分。其核心是管道信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)。數(shù)字管道技術(shù)是確保管道建設(shè)安全、優(yōu)質(zhì)、管道勘査設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括了地質(zhì)勘査子系統(tǒng)、線高效的管道工程的手段,是通過(guò)可視技術(shù)實(shí)現(xiàn)科學(xué)路設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、陰極保護(hù)子系統(tǒng)、工藝設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、規(guī)范的管道管理的手段,從而提高管道安全生產(chǎn)水土建設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、總圖設(shè)計(jì)子系統(tǒng)等等。而各子系平。從QHSE體系上,通過(guò)數(shù)字管道技術(shù)的運(yùn)用,統(tǒng)所產(chǎn)生的信息包括管道周邊人文、地理、氣象、水將有助于減少管道建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)管理中對(duì)環(huán)境的破文、地質(zhì)、勘測(cè)、遙感信息、各專業(yè)二維、三維設(shè)計(jì)圖壞、對(duì)人員健康的危害及事故安全隱患,建設(shè)綠色紙、文件,以及設(shè)備材料信息等,這些信息組成了設(shè)管道。計(jì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)管道建設(shè)項(xiàng)目管理系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)管理、施工管續(xù)發(fā)YHE字化信自化是我國(guó)管道建設(shè)可持中國(guó)煤化理、物資管理、進(jìn)度管理、費(fèi)用管理、文控管理、NMHGQHSE管理等內(nèi)容。在管道建設(shè)期間,數(shù)字管道系(收稿日期:2004-09-21)統(tǒng)更重要的作用體現(xiàn)在進(jìn)度、物流以及費(fèi)用的管理編輯:劉春陽(yáng)