數字管道的技術(shù)與應用

第24卷第4期油氣儲運00e00綜述數字管道的技術(shù)與應用孫齊(中國石油天然氣股份有限公司天然氣與管道分公司)孫齊:數字管道的技術(shù)與應用,油氣儲運,2005,24(4)1~2摘要在“數字地球”理諗成為熱點(diǎn)之后,其概念被越來(lái)越多地應用于各個(gè)領(lǐng)域,數字管道即來(lái)源于這一概念。闡述了數字管道所涵蓋的廣義信息與系統,討論了構建數字管道的4S技術(shù)及業(yè)務(wù)系統組成,提出了建設數字管道是在信息化社會(huì )下,我囯油氣管道建設的必由之路主題詞數字管道技術(shù)建設應用境、社會(huì )、經(jīng)濟等各個(gè)復雜系統信息進(jìn)行數字整合并數字管道的概念集成的應用系統,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)。其表現形式是一個(gè)管道數字管道的概念源于數字地球。19年美國綜合信息系統前副總統戈爾提出了數字地球( Digital Earth)的概念,引起了全球的關(guān)注。數字地球已成為世界科學(xué)二、構建數字管道的關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)界的熱點(diǎn)之一。數字管道就是在數字地球這概念的基礎上產(chǎn)生的構筑數字管道的主要支撐技術(shù)有"遙感(1999年,在美國馬里蘭大學(xué)數字地球研討會(huì ) sensing,RS)、全球定位系統( global positioning上大多數學(xué)者同意將數字地球定義為:“數字地球 system,GPS)、地理信息系統( 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)及現代通訊息,人們可以對該虛擬體進(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),數字管道可以定義為:“數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,人們可以對遙感技術(shù)是通過(guò)在飛機、衛星、航天飛機等遙感該虛擬體進(jìn)行探查和互動(dòng)”。按照這個(gè)定義數字管平臺上,安裝光學(xué)、紅外、微波等遙感器,遠距離地接道應當被視為一個(gè)空間性、數字性、集成性三者融合收電磁輻射信息。這些信息以數字方式記錄,再經(jīng)的系統,匯集了管道的各類(lèi)信息、網(wǎng)絡(luò )系統、軟件系微波傳輸到遙感地面接收站,經(jīng)處理后制成遙感磁統等。簡(jiǎn)言之數字地球是信息技術(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(hù)持的虛擬的地球模型,而數字管道是數字地球在油使用氣管道設計、建設、運行及管理決策范疇的應用。它2、數據收集系統(DCS綜合集成了計算機圖形學(xué)、人機交互技術(shù)、傳感與測該技術(shù)也稱(chēng)"遙測",它將在地面上的定位觀(guān)測量技術(shù)、仿真、人工智能、微電子等科學(xué)技術(shù)站中國煤化工器接收到的物理量數字管道通過(guò)收集全方位、多分辨率、三維空間經(jīng)CNMH⑦數據發(fā)射至衛星上的的、覆蓋于管道沿線(xiàn)及周邊的大量地理信息,并使用數據接收器,再經(jīng)中繼衛星或通訊衛星,集中傳輸到基于地理數學(xué)模型的高級決策系統對管道資源、環(huán)地面遙測接收站,經(jīng)處理后制成規范的數據表格提1001元方捕區安德路16號洲際大廈電話(huà):(10)8488639油氣儲運2005年供給用戶(hù)使用。遙感信息模型中計算岀的數據,需上。管道運行管理系統是一個(gè)多個(gè)系統匯集起來(lái)的要遙測數據驗證,遙感信息模型中的地理參數同樣復合系統,其中包括了前兩個(gè)階段產(chǎn)生的竣工系統需要對遙測數據運用概率統計最終確定也包括 SCADA子系統、銷(xiāo)售子系統、管道資源管理3、全球定位系統(GPS)子系統等。如果說(shuō)遙感、遙測能夠對被測對象做到定性、定數字管道系統要實(shí)現這些子系統的數據交換和量的話(huà),GPS則能夠對被研究的對象做到定時(shí)、定共享,同時(shí)還要保證各子系統的信息安全性。位。GPS具有全球性、全天候、連續性和實(shí)時(shí)性的導航、定位和定時(shí)功能,能夠為各類(lèi)用戶(hù)提供精確的四、數字管道的應用前景三維位置、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、遙測的定量精度要數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(GIS)地理坐標加以整理,然后構成整條管道的信息模型。該技術(shù)就是在計算機軟、硬件支持下,通過(guò)系統通過(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,對空間相關(guān)數據進(jìn)行采集點(diǎn)、任何方面的信息,從而實(shí)現“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。從數字管道所包含的主要內涵來(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)的計算機系統合信息系統。4S(RS、DCS、GPS、GIS)技術(shù)均是通過(guò)衛星傳據報道,西氣東輸冀寧聯(lián)絡(luò )線(xiàn)為我國首條數字輸到地面是數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)及計算機和多媒體技DCs也可在地面上通過(guò)微波或無(wú)線(xiàn)電中繼站來(lái)傳術(shù)等高科技手段通過(guò)對管道設施、沿線(xiàn)環(huán)境、地質(zhì)輸。GIS是地面處理圖像、圖形、數據、屬性的計算條件、經(jīng)濟、社會(huì )、文化等各方面的信息在三維上有機軟件系統?；贕S系統的數據及信息的集成機整合,實(shí)現可視化條件下的設計。在設計中采用和共享,構建了處理管道信息的數字管道。4S技術(shù),使冀寧聯(lián)絡(luò )線(xiàn)具備了建成數字管道的基礎數據庫。事實(shí)上,只有將數字技術(shù)應用到管道建設、數字管道的業(yè)務(wù)系統組成以至投產(chǎn)后的運營(yíng)管理之中,使得數字信息具有歷史連續性,才能成為完整意義上的數字管道數字管道包括了管道勘査設計系統、管道建設數字管道技術(shù)將極大地提高勘探設計水平,實(shí)項目管理系統、管道生產(chǎn)運營(yíng)管理系統三個(gè)組成部現科學(xué)、規范的項目施工管理體系和運行管理體系分。其核心是管道信息數據庫的建設。數字管道技術(shù)是確保管道建設安全、優(yōu)質(zhì)、管道勘査設計系統包括了地質(zhì)勘査子系統、線(xiàn)高效的管道工程的手段,是通過(guò)可視技術(shù)實(shí)現科學(xué)路設計子系統、陰極保護子系統、工藝設計子系統、規范的管道管理的手段,從而提高管道安全生產(chǎn)水土建設計子系統、總圖設計子系統等等。而各子系平。從QHSE體系上,通過(guò)數字管道技術(shù)的運用,統所產(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以及運營(yíng)管理中對環(huán)境的破文、地質(zhì)、勘測、遙感信息、各專(zhuān)業(yè)二維、三維設計圖壞、對人員健康的危害及事故安全隱患,建設綠色紙、文件,以及設備材料信息等,這些信息組成了設管道。計信息數據庫管道建設項目管理系統包括設計管理、施工管續發(fā)YHE字化信自化是我國管道建設可持中國煤化理、物資管理、進(jìn)度管理、費用管理、文控管理、NMHGQHSE管理等內容。在管道建設期間,數字管道系(收稿日期:2004-09-21)統更重要的作用體現在進(jìn)度、物流以及費用的管理編輯:劉春陽(yáng)