魏玉 张梦奇

山东省石油天然气管道保护服务中心

摘要：通过建立省级油气管道综合管理信息平台，将山东省境内原油、成品油、天然气管道数字化、可视化、地图化，实现数据采集、地理信息管理、隐患排查识别、天然气供需预测预警等功能，健全管道数据采集、共享和管理机制，为油气管道保护提供重要技术支撑。

关键词：油气管道；信息管理；遥感影像解译；大数据分析；地理信息技术

山东省油气长输管道长度约15 000公里，横贯东西、纵贯南北，点多、线长、面广，亟需建立系统完善的平台来整合空间地理信息与管道实时传感数据，智能分析掌握管道运行情况，提升管道安全管理水平。2016年起山东省石油天然气管道保护服务中心启动了省级油气管道综合管理信息平台（以下简称“平台”）的建设工作，经过两期建设，形成了数据采集、数据传输、数据存储及数据分析的技术路线，为全省油气管道保护和天然气保供工作提供了重要保障。

1  平台建设总体架构

围绕全省油气保障和监督管理等关键环节，打造“1个中心（数据中心）+2套体系（省、市、县管理共享体系、数据标准规范体系）+N个应用（管道运行监控系统、天然气供需预测预警系统、管道大数据分析预警平台、管道保护监管系统、平台门户网站、移动端）的智能管理体系（图 1），着力将平台打造成管道保护新技术的示范载体、油气管道保护的报警器，为全省石油天然气管道智能化建设、管道保护、天然气保供应提供数据支撑，实现省、市、县三级管道保护主管部门和管道企业数据共享、业务协同、信息互通，综合提升管道数字化、信息化水平，保障管道运行安全。

图 1 “1个中心+2套体系+N个应用”智能管理体系

2  平台子系统应用

围绕管道保护和资源保障监督管理等环节，集数据存储、数据融合、遥感解译、智能分析、综合预警等功能于一体，汇聚了企业多源数据及遥感影像解译等技术，开发了包括油气管道运行监控、天然气供需预警管理和大数据分析预警、管道保护监管等应用系统，以及门户网站、手机移动端等内容。

2.1  管道运行监控系统

该系统基于互联网、物联网和地理信息系统（GIS）技术，利用卫星遥感解译技术，智能识别排查管道风险隐患，即时发出预警信息，实现管道运行状态展示、分析、预警和追踪功能。该系统分为运行数据管理和运行监控驾驶舱两个模块。

运行数据管理模块动态接入管道企业运行管理过程中的各项数据，建立常态化管道运行监控体系，实时捕捉管道运行数据。该模块建立统一标准化接口，接入企业无人机巡线、智能视频监控、智能阴保测试、光纤预警、在线泄漏监测等管道保护系统的数据。同时，遥感监测管理模块利用遥感影像解译技术，准确、快捷、高效的捕捉管道保护范围内变化的图斑信息，对管道中心线两侧200米范围内地形地貌变化情况进行监测，将识别到的建构筑物占压、挖掘施工作业等风险隐患根据需求发送给有关管道保护主管部门及油气管道企业，待企业进一步现场核实。

运行监控驾驶舱将上述数据汇聚至数据中心，由运行监控驾驶舱（遥感监测驾驶舱、企业运行监控驾驶舱）统筹管理，综合卫星遥感数据、物联网数据、业务数据等，实现运行监控综合概览、风险隐患分布统计、实时运行监测预警功能。在遥感监测驾驶舱显示页面，从隐患趋势、隐患等级、隐患区域分布等维度对风险隐患进行集中展示，可实时调取企业运行数据，例如通过已录入的坐标数据调取监控视频，查看周围现场状况。

2.2  管道大数据分析预警系统

该系统通过管道安全管理业务梳理和数据流分析，整合各类数据资源，建设“一屏统览、一屏统管”的管道大数据分析预警一张图，实现对预警信息的统一调度跟踪处理。

该系统将天气预警数据、风险隐患预警数据、供需预警数据等相关预警数据集中汇集，按当日运行情况和隐患动态记录，划分不同风险等级，并提供“一图一表”数据。后台根据预设预警分级划分四级预警，并自动推送到企业或管道保护主管部门，对预警信息统一调度与跟踪处理，实现预警信息闭环管理。

2.3  天然气供需预测预警系统

该系统获取全省天然气气源供应信息，预测天然气供应消费趋势，为优化管网输配路径等提供数据支撑。该系统分为统计分析子系统和天然气数字地图。

统计分析子系统获取全省天然气气源供应信息（包括但不限于油气田生产量、LNG接收站气化管输量和液态分销量、各分输场站分输量、销售价格等）；中游管输信息（包括但不限于设计流量、气体流向、计划输送量、实际输送量、剩余输送能力、管输价格等）；下游用户需求信息（包括但不限于用户属性信息，计划需求量、实际消费量、用气结构等）。通过界面详情就可以查询到整体供应和消费情况，自动生成可下载的天然气供需月报，供决策参考使用。

天然气数字地图根据山东省历史供需数据创新探索建立天然气供需模型，利用大数据、云计算等技术，以当前和历史天然气供需、管输信息数据为主体，结合气候变化等因素，建立算法模型，预测天然气供应消费趋势、管输剩余能力，智能匹配上下游供需，及时发布预警信息，辅助政府机构监管管网公平开放、保持天然气供需平衡，并为上下游企业衔接资源供需、优化管网输配路径等提供数据支撑。

2.4  运营业务管理系统

该系统主要功能是保护监管，汇总全省管道基本信息。结合全省油气管道安全管理长效机制建设，根据最新的管道安全监管要求和标准规范，及时更新管道保护联系人、执法人员统计表、执法信息统计表、竣工备案统计表、施工审批统计表、建设保护审批统计表、应急预案备案统计表、管道重启审批统计表、采石爆破统计表、停运、废止、封存统计表等内容，为管道保护监管提供技术支撑。

3  关键技术研究

3.1  数据中心设计

汇聚卫星遥感数据、物联网数据、业务数据、企业系统运行数据等8大类、43小类累计上百万条数据，建设数据中心，逐步建立完善数据汇聚及共享机制。

3.2  遥感影像智能解译

接入全省亚米级卫星遥感影像数据，每月开展一次覆盖全省范围的遥感影像数据解译工作，通过遥感解译识别技术提取变化图斑，监测中心线两侧5～200米范围内地形地貌变化情况。利用目标检测模型对隐患区域检测识别建构筑物占压、挖掘施工作业等隐患。以图斑叠加于管道数据底图的形式显示管道周边占压、第三方施工等安全隐患情况，服务于管道风险隐患识别、高后果区认定等业务。图 2红色图斑为中心线两侧5～200米范围内解译识别出来的建筑物占压。图 3所示为不同期影像分屏对比，将当期解译影像与往期影像结合，查看建筑物占压历史变化情况，提升了管道排查的效率和准确性。

图 2 解译识别的变化图斑

图 3 不同期影像分屏对比

4  结语

综上所述，油气管道数字化管理能够提升管理效果，采用遥感影像解译的方式能更加准确、快捷、高效地识别风险隐患，辅助企业排查隐患，具有一定的应用价值。但是目前阶段对多源数据的融合方面还有局限性，对不同数据源、不同精度的数据融合研究有限。因此，要进一步挖掘油气长输管道数据价值，整合空间地理信息与多源传感数据，通过智能化分析，以GIS技术为基础，将管道本体隐患与外部隐患结合，不断完善油气管道智慧化监管，实现科学精准管控。

作者简介：魏玉，1995年，硕士研究生，计算机应用技术专业，山东省石油天然气管道保护服务中心专技十一级，从事管道保护信息化工作。联系方式：17853110420，weiyuyu0510@163.com。