可视化移动化管道完整性管理平台的建设构想

马玉珠

摘要：中国经济的迅速崛起带来了与日俱增的能源需求。作为中国“三桶油”之一的中石油任重道远。然而，面对新形势，老旧的油气管道与传统模式的管道信息化技术已无法对标实际需求。为了减少和预防油气管道的事故发生率、担好自然环境保护的责任重担、实现人安与环保的双赢目标，“管道完整性管理”的概念应运而生。目前，这一概念已深入各级管理层中，各种管道监测手段及管道完整性信息化管理技术被提上日程。具体来说，管道穿孔失效以“换、修、管”为主要治理手段，随之带来的材料成本以及人工成本的不断提高，使得管道完整性管理需求越来越迫切并成为目前油田未来重点推广应用的项目。管道完整性管理以确保管道长期低失效率为目标，在降本增效的同时，实现管道管理的常态化和科学化。为此，引入可视化电子地图及移动化手持端技术，重点应用他们的宏观统计预判及微观数据上传等特点，强化信息技术攻关，解决管道完整性管理的难关。

关键词：管道完整性管理;可视化;移动化

中图分类号：TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）12-0084-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

管道完整性管理是一个连续过程，它需要大量与时俱进的历史数据来支撑。机械损伤、自然灾害、疲劳、老化、腐蚀等过程若不及时治理，会随着岁月的流逝不断侵蚀管道，所以需要不断地对管道进行检测、风险分析、完整性评价、维修等。然而，石油企业无法掌握支持技术、管道资料丢失或分散、治理前期投入过高等原因阻碍了在管道完整性管理上的技术探索之路。本文主要从可视化电子地图及移动化手持端等信息开发技术视角，探讨其为管道完整性管理提供的辅助作用。系统平台总体开发架构为Web端的easyUI+HTML5+CSS+C#的开发模式与移动端的React Native开发相结合的开发方式。该系统平台将完善管道数据，强化生产优化运行，应用信息化手段，进一步提高油田管道管理水平，为管道精细化管理提供有力支撑。

2 WEB端

可视化移动化管道完整性管理平台可以应用电子地图相关接口、单点登录技术、Visual Studio开发环境、jQuery EasyUI开发框架、HTML5、CSS等关键技术来进行WEB端开发。程序员通过后台代码调取数据中心数据库中数据，并根据需求功能在前台渲染后呈现给用户。通过B/S开发模式，搭建管道完整性管理的数据中枢，兼顾管理需求与用户体验，营造信息世界与真实数据之间的零藩篱系统平台。

1）管道及其漏點位置的地图展示

为了解决管线老化腐蚀问题、避免因管线穿孔而造成的安全环保风险，可根据管道材质、地理位置、使用年限、穿孔次数等管道基础信息结合生产实际，按照风险隐患排序，优先开展年久、修多的管道更新原则，对老化腐蚀管道进行统筹更换。

为此，利用电子地图技术直观展现管道位置信息、焊点分布情况。该功能是通过图层控制器控制地图上各类要素（如：管线、油水井、站库等）的显示，同时，通过关键字模糊可查找地图上各类要素（如：管线、油水井、站库等）。如用户已被授权可访问相应的图层，在图层控制器中选择单位和要显示的要素，地图上就会将图层叠加显示出相应的要素。在电子地图上对于年久、修多的管道，可以通过视觉上的直观对比，做到一目了然。连续的数据叠加起来就形成了管道更换的数据依据，提高了管道完整性的精准管理，使维修成本更有针对性，在一定程度上实现了降本增效。

2）管道信息查询

管道就像一张巨大的数据网，遍布整个油田。随着时间的推移，每条管道除了自身的管道走向、管道坐标、防腐情况等基础地理信息数据之外，还会形成大量的历史维修记录、维修方式、穿孔点GPS坐标等信息，这些信息会直接成为管道修复和更换的数据依据，进一步辅助管理人员对管道维修成本及先后顺序进行决策。

这部分功能主要应用jQuery EasyUI中的datagrid、dialog控件，实现对管线相关信息的个别条件查询、多条件查询、单条件查询;可以分别按管道焊接次数、更换次数进行自定义排序，让管道的寿命状况以数据量化的形式展现;针对某一特定记录，可以一键调取它的所有维修时间及维修点坐标位置，为下一步的具体管道维护方式进行决策;在每条管道记录上，都可以进行自编辑它的修复备注，让工作人员能够更全面地获得管道信息。同时，可以通过点击对应记录的坐标链接的方式，一键转换到地图上直观展示。

3）焊接任务上报、审批、分派及反馈流程

为了实现管道完整性信息化管理的同时、方便电焊设备及车辆的统一调配、尽量避免程序代码及数据冗余，我们引入了焊接任务从基层小队上报、管理层进行优先级审核或驳回、电焊车备管理单位派工及基层小队反馈服务的闭环管理流程。在焊接任务上报过程中，由上报基层队区分管线焊接和非管线焊接，辅助管理层与电焊车备管理单位合理分配派工车备及时间、进行有针对性的资源调配。

这部分功能主要应用Oracle数据库技术针对每条上报任务生成唯一的ID标识，在闭环流转的过程中，数据库里的上报任务根据用户的编辑情况、带着ID标识转存于不同的数据表中，从而实现数据的分门别类管理、感官上的动态数据流动。再配合前台HTML、CSS及jQuery EasyUI的效果渲染及功能设置，用户可以最直观的方式了解整个焊接任务的进程。这样的流程设计节省了上报时间，缩短了申报流程。可实时查看审批进度，保证任务及时落实到位。

4）权限管理

在可视化移动化管道完整性管理平台中，基于角色的访问控制模型（RBAC）是我们实现用户、角色以及权限的分配的核心技术。该模型主要由角色将用户和权限关联起来，适当角色成员的用户将得到相应角色的权限，进一步在其权限范围内对系统进行操作，从而进行分级管理，实现数据及功能访问权限的控制。

（1）权限组

权限管理设置权限列表和权限类别，权限类别与权限列表是一对多的关系，每个权限列表都有自己相应的权限编码，这个权限编码被存储在数据库的相应数据表中且是唯一存在的。

（2）角色组

角色即是一些权限的集合，两个角色之间是同级并列关系，角色主要起到承上启下的作用。角色与权限是一对多的关系，角色与用户之间也可以是一对多的关系。

（3）用户组

用户组主要是将具有相同特征的人或者某一类型的人组合而成的一种集合体。我们可以对用户组授予角色，使某一类人可以快速地具有某些相同的权限。这样就能节省大量对用户授予权限的操作，避免传统操作的耗时性、烦琐性。当然，用户和权限可以是一对多的关系。

3 移动端

可视化移动化管道完整性管理平台可以应用移动端跨平台开发、移动端与服务端数据交互接口、FLEX盒子布局设计模型等关键技术来进行移动端开发。其中，跨平台移动App框架React Native因其采用的是脚本驱动原生组件的模式，并且兼有业务层脚本化、组件和系统层原生化、模块化和包管理优势、标准化和高级语言特性、异步化的线程模型、强大而全面的功能等显著优点，对标管道完整性管理的实际需求，可以优选其为该系统平台移动端开发部分的技术核心。

1）管道修复效果图反馈

在日常管道管理工作中，后线管理与前线施工往往不能保证及时协作。为了方便后线管理人员能够在第一时间了解管道修复情况、施工质量、施工暂停原因、安全环保情况等，我们可以在手机移动端开发管道修复效果图上传模块，将焊接前、焊接后、防腐后的图片信息实时上传至数据中心数据库，实现施工前后的相互比对，后线管理人员可在第一时间通过可视化移动化管道完整性管理平台查看上传至数据库的图片信息，从而验证管道防腐层修复效果、辅助决策及工时计算等。

2）管道漏点GPS坐标的上传

由于点、线的数学特性，同一管线上可能同时出现多个位置漏点，或出现同一位置多次出现漏点的情况。为了提高电焊车备的利用效率及为下一步管道维修方案提供数据依据，可以将每次管道漏点的GPS坐标上传至数据中心数据库，并可以随时查询并统计出某一管线的维修频度，再进一步结合管线的防腐材料、下管年限、管内介质等管道基础信息数据决定是否继续焊接漏点还是更换整条管线。移动端的实时GPS定位上传，让数据更有发言权，可为后续工作提供客观数据依据，真正实现用数据控成本的信息管控职能。

3）焊接任务信息查询

该功能主要完成数据库中已完成的焊接任务信息的统计查询，其中可涵盖管道地理位置、任务内容、特殊要求、派工车备、焊接前图、焊接后图、防腐后图等管道基础信息及系统流转过程产生的关联数据。

在沒有电脑设备、人员无法登录WEB端系统平台的情况下，可以利用手持移动端登录软件，实时查看焊接任务信息，方便施工人员科学掌控工作量、合理安排工作时间、降低运输成本、提高电焊车备的有效利用率，也保证了管理人员获取任务进程的时效性，间接提高了管理工作效率。

4 结语

在石油行业中，越来越多的信息技术被利用以替代人力生产，我们亟须利用好一切技术资源使管道数据得到全方位的保护、处理以辅助进行管道完整性管理。

可视化移动化管道完整性管理平台可实现任务上报、审批、派车、反馈的闭环管理。通过电子地图技术直观展现了管道位置信息、焊点分布情况，可为现场施工提供客观依据。通过移动端图片上传与GPS定位功能，可为管道修复和更换提供历史依据。

可视化、移动化的管理理念目前仍尚处于萌芽探索阶段，我们仍需要深入学习、开发、钻研信息研发技术，以使可视化、移动化理念能够在油田应用中把自身优越性发挥到极致。只有深入挖掘各种可行性，科学筹划，才能真正地实现管道完整性管理在石油行业的完美落地，从而满足油田规划与发展的需要、促进油田信息化数字化智能化的建设与发展进程。

参考文献：

[1] 董绍华.管道完整性管理体系建设[M].北京：中国石化出版社有限公司，2020.

[2] 董绍华.管道完整性与适用性评价技术[M].北京：中国石化出版社有限公司，2020.

[3] 董绍华.管道完整性效能评价技术[M].北京：中国石化出版社有限公司，2020.

[4] 董绍华，费凡，王东营，等.油气管道完整性评价技术[M].中国石化出版社有限公司，2017.

[5] 龙毅，温永宁，盛业华.电子地图学[M].北京：科学出版社，2006.

[6] 向治洪.React Native移动开发实战[M].2版.北京：人民邮电出版社，2020.

[7] 张益珲.React Native全教程：移动端跨平台应用开发[M].北京：清华大学出版社，2018.

[8] 薛在军，马娟娟.ArcGIS地理信息系统大全[M].北京：清华大学出版社，2013.

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