大數(shù)據(jù)在管道運(yùn)行中的應(yīng)用分析與評(píng)價(jià)

鄒峰

摘? 要：伴隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)階段大數(shù)據(jù)已經(jīng)逐漸滲入社會(huì)的各層面中，它對(duì)人類生活的改變具有重要的作用，并成為促進(jìn)新型服務(wù)產(chǎn)生的重要?jiǎng)恿?。該文將在大?shù)據(jù)背景下，對(duì)管道運(yùn)行中的應(yīng)用和效果以及未來的發(fā)展方向進(jìn)行深入的分析和研究。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);管道運(yùn)行;完整性評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：F279? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，管道大數(shù)據(jù)已經(jīng)逐漸被廣泛應(yīng)用在石油企業(yè)中。管道在設(shè)計(jì)和施工以及運(yùn)行檢測(cè)的過程中，均會(huì)產(chǎn)生數(shù)量較大的數(shù)據(jù)，在這些環(huán)節(jié)上充分利用大數(shù)據(jù)，并有效結(jié)合企業(yè)自身現(xiàn)實(shí)需求，創(chuàng)建信息化的管理平臺(tái)，對(duì)于管道數(shù)據(jù)的全面分析，以及提升管理成效均有著重要的意義和作用[1]。

1 管道數(shù)據(jù)化

管道大數(shù)據(jù)通常是以管道內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，把設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)的資料數(shù)據(jù)和過往運(yùn)行數(shù)據(jù)、內(nèi)部檢測(cè)數(shù)據(jù)和外部檢測(cè)數(shù)據(jù)、管道環(huán)境數(shù)據(jù)及日常管理等數(shù)據(jù)，與環(huán)焊縫信息，進(jìn)行對(duì)齊并校對(duì)，進(jìn)而形成一個(gè)統(tǒng)一性的數(shù)據(jù)庫。它具有4個(gè)主要特點(diǎn)，包括規(guī)模性特點(diǎn)、高速性特點(diǎn)、多樣性特點(diǎn)以及價(jià)值性特點(diǎn)[2]?；谛纬赏暾髷?shù)據(jù)的根本條件，需要具備準(zhǔn)確的基線，所以在操作的過程中，筆者建議要以內(nèi)檢測(cè)提供的每個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，作為基線。內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)和施工資料數(shù)據(jù)以及環(huán)境數(shù)據(jù)等，是形成大數(shù)據(jù)的重要元素。它具體采集的管道數(shù)據(jù)類型包括管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和運(yùn)維檢測(cè)數(shù)據(jù)以及事故數(shù)據(jù)和風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)。在管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中，主要包括了管徑和壁厚、材質(zhì)和類型、安全系統(tǒng)和檢測(cè)報(bào)告，以及防腐層類型等;運(yùn)維檢測(cè)數(shù)據(jù)里主要包括了水壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行濕度和壓力數(shù)據(jù)、環(huán)境濕度和在線檢測(cè)數(shù)據(jù)、維修歷史和管段更換數(shù)據(jù)等;而事故和風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)中主要包括事故類型和具體位置數(shù)據(jù)、發(fā)生原因和后果數(shù)據(jù)以及潛在影響數(shù)據(jù)等。

2 大數(shù)據(jù)在管道運(yùn)行中的應(yīng)用

2.1 在規(guī)劃及設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

資源輸送一直是我國(guó)重點(diǎn)項(xiàng)目工程，國(guó)家在管道建設(shè)的過程當(dāng)中，對(duì)四周的地理環(huán)境、地質(zhì)特點(diǎn)以及管道結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)、使用工藝和用料等內(nèi)容，均已掌握了成熟的數(shù)據(jù)。在此背景下，結(jié)合利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以為專業(yè)的技術(shù)人員提供更加可靠的信息來源，特別是針對(duì)新管道的建設(shè)工作，如果可以充分采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以在一定程度上減少人力輸出，并在理想周期內(nèi)完成規(guī)劃設(shè)計(jì)。

2.2 在管道建設(shè)中的應(yīng)用

在油氣管道的具體施工過程中，會(huì)產(chǎn)生多種數(shù)據(jù)，包括施工記錄和變更數(shù)據(jù)等。在傳統(tǒng)施工過程中，通常在竣工資料交付完成以后，這些數(shù)據(jù)很難再被二次使用。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步發(fā)展，傳統(tǒng)的大量紙質(zhì)資料已逐漸演變成了電子信息數(shù)據(jù)。而大數(shù)據(jù)技術(shù)，完全可以讓這些無法得到多次利用的數(shù)據(jù)，變得更具有價(jià)值。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，然后更具目標(biāo)性地判斷出，在建設(shè)新管道時(shí)所存在的疑難點(diǎn)，并依據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)，制作出符合現(xiàn)狀的可行性施工方案。與此同時(shí)，在人員配備和機(jī)械儲(chǔ)備以及物資分配等方面，可進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)置，在有效減少建設(shè)成本的同時(shí)，確保施工技術(shù)方案的可行性，以及施工質(zhì)量的保障性。

2.3 在完整性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

在現(xiàn)階段的完整性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，所得出的評(píng)價(jià)結(jié)果呈現(xiàn)出過于保守的狀態(tài)，導(dǎo)致管道輸送效率較低，同時(shí)也在一定程度上加大了維修成本。而運(yùn)用管道大數(shù)據(jù)，可以對(duì)各種因素進(jìn)行準(zhǔn)確分析，并能精準(zhǔn)找到完整性評(píng)價(jià)結(jié)果，與管道安全情況之間的聯(lián)系，同時(shí)找到影響評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)過于保守的主要原因。管道大數(shù)據(jù)，可以依據(jù)相關(guān)的分析結(jié)果，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行有效修改，并提供正確的維修方案，最大限度地節(jié)約了維修成本。管道大數(shù)據(jù)是借由數(shù)據(jù)分析，對(duì)影響因素進(jìn)行有效劃分，繼而對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行正確修改。因此，管道大數(shù)據(jù)具備的完整性評(píng)價(jià)，在一定程度上可以打破傳統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的保守性質(zhì)。

2.4 在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

在管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，通常會(huì)使用到的方法是失效故障樹分析法以及專家打分等。利用這些方法，可以對(duì)管道存在的風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)及評(píng)估。但是，在日常進(jìn)行評(píng)價(jià)操作的過程中，一些預(yù)存的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)被理想化，它的評(píng)價(jià)結(jié)果主要是來自參與評(píng)價(jià)人員的工作經(jīng)驗(yàn)以及主觀判斷。

在管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，充分利用管道大數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，能夠有效規(guī)避理想化狀態(tài)以及與現(xiàn)實(shí)情況的偏差，進(jìn)而減少由于人員的主觀判斷，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果帶來的不利影響。由于它是完全建立在實(shí)際數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，所以其具有一定精準(zhǔn)性，可以有效預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。

2.5 在管道安全預(yù)測(cè)排序中的應(yīng)用

在進(jìn)行影響管道安全因素地分析過程中，使用管道大數(shù)據(jù)可以對(duì)其主要因素以及次要因素進(jìn)行準(zhǔn)確分析。它通過對(duì)管線中，各種不同影響因素分布現(xiàn)狀的準(zhǔn)確分析，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)及排序整條管線的安全情況。

2.6 在管道缺陷及腐蝕檢測(cè)中的應(yīng)用

運(yùn)用管道大數(shù)據(jù)，對(duì)檢測(cè)器檢測(cè)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以完成以下3種分析操作。

首先，它可以把缺陷區(qū)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、第三方施工活動(dòng)，以及高后果區(qū)等信息，進(jìn)行有效疊加，為后期的維修規(guī)劃，提供有效參考。在此過程中，當(dāng)缺陷處于高后果區(qū)，或者是第三方施工地區(qū)時(shí)，則需要考慮優(yōu)先進(jìn)行修復(fù)。

其次，利用管道大數(shù)據(jù)可以對(duì)過往年份的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效對(duì)比，同時(shí)可以明確新增加的特殊物體，針對(duì)不明物體將會(huì)自動(dòng)識(shí)別為重點(diǎn)排查目標(biāo)，例如排查該不明物是否歸屬于盜油閥門等，以此有效減少管道風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的概率。

最后，利用管道大數(shù)據(jù)可以對(duì)缺陷位置的管材和壓力數(shù)據(jù)、陰保情況和防腐狀態(tài)數(shù)據(jù)以及土壤情況等數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行有效分析，準(zhǔn)確地判斷出這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并判斷出主要的影響因素，以此制定出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略，同時(shí)還會(huì)對(duì)相似管段缺陷的發(fā)生概率，進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。

3 大數(shù)據(jù)在管道應(yīng)用中的效果

在油氣管道的數(shù)據(jù)采集以及監(jiān)視標(biāo)準(zhǔn)中，要求其對(duì)管網(wǎng)當(dāng)中的重要設(shè)施，要做到充分的監(jiān)控及管理，并提升系統(tǒng)維護(hù)以及事故處理的準(zhǔn)確性以及效率，確?？梢詫?shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的有效預(yù)測(cè)和科學(xué)合理的分析以及有效控制?；诖?，利用大數(shù)據(jù)在管道中運(yùn)行，可以有效地減少運(yùn)行當(dāng)中的風(fēng)險(xiǎn)程度。但是，在現(xiàn)階段的管道大數(shù)據(jù)當(dāng)中，普遍還存在著數(shù)據(jù)信息不夠完整以及不夠準(zhǔn)確的現(xiàn)象。由于管道大數(shù)據(jù)的主要來源，是管道建設(shè)期和運(yùn)行期的數(shù)據(jù)，以及對(duì)過往數(shù)據(jù)的恢復(fù)數(shù)據(jù)。

其數(shù)據(jù)信息的類型呈現(xiàn)出數(shù)量過多且繁瑣情況，使數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量很難得到保證，具體體現(xiàn)在以下4個(gè)方面。1）多余數(shù)據(jù)過多，且一致性較差，導(dǎo)致共享程度低，并在一定程度上增加了維護(hù)難度。每個(gè)系統(tǒng)軟件之間的數(shù)據(jù)信息維護(hù)，缺乏一定的協(xié)調(diào)性，例如半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)軟件，與數(shù)據(jù)維護(hù)軟件之間的數(shù)據(jù)庫，均屬于獨(dú)立建設(shè)，2個(gè)數(shù)據(jù)庫之間未形成共享機(jī)制，導(dǎo)致同類型的數(shù)據(jù)總是被反復(fù)采集和儲(chǔ)存，不斷出現(xiàn)多余無用的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出不一致的情況。2）缺少統(tǒng)一性的審核數(shù)據(jù)信息機(jī)制，導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量無法得到有效保障。尤其是在管道中心線，以及三樁等核心數(shù)據(jù)的變更審核工作當(dāng)中，嚴(yán)重缺乏統(tǒng)一性的管理導(dǎo)致在不同的系統(tǒng)當(dāng)中，其數(shù)據(jù)質(zhì)量存在較大的差異性。3）數(shù)據(jù)的使用頻率過低，作為完整性管理過程當(dāng)中的重要資產(chǎn)部分，其未能發(fā)揮出數(shù)據(jù)的真正作用和價(jià)值。即便創(chuàng)建了多種專業(yè)系統(tǒng)，以及整理和搜尋了多種數(shù)據(jù)信息，但是數(shù)據(jù)使用的過程當(dāng)中，過于單一化。即在數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)后，僅能對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的查詢，針對(duì)決策以及高級(jí)計(jì)算的應(yīng)用相對(duì)較少。4）系統(tǒng)軟件的使用效果欠佳，由于未能對(duì)多種軟件進(jìn)行有效集合，繼而使系統(tǒng)無法發(fā)揮出真正功效。當(dāng)前的現(xiàn)狀是每個(gè)軟件均處于獨(dú)立狀態(tài)，其集成功效不高，用戶在使用的過程當(dāng)中十分不便。例如，在給施工現(xiàn)場(chǎng)人員，編制管體缺陷施工工程圖時(shí)，需要從不同軟件當(dāng)中導(dǎo)出相應(yīng)數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)維護(hù)軟件和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)軟件、完整性評(píng)價(jià)軟件以及數(shù)據(jù)對(duì)齊軟件。在不同軟件導(dǎo)出數(shù)據(jù)后，還需要依據(jù)工程圖軟件的數(shù)據(jù)格式，進(jìn)行相應(yīng)的格式轉(zhuǎn)換，才能實(shí)現(xiàn)出圖。

以上這些問題，是現(xiàn)階段的管道大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用中的常見問題，為了進(jìn)一步解決這些痛點(diǎn)，可以對(duì)管道完整性數(shù)據(jù)，實(shí)施集中式儲(chǔ)存及維護(hù)管理模式，創(chuàng)建統(tǒng)一化的審核體系，以此最大限度地確保數(shù)據(jù)信息的完整性，以及準(zhǔn)確性。與此同時(shí)，還要?jiǎng)?chuàng)建統(tǒng)一化的管理平臺(tái)，為業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的填報(bào)以及審核等系列功能進(jìn)行有效供給，使不同系統(tǒng)軟件可以在該平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享及交換。

4 大數(shù)據(jù)在智能管道中的發(fā)展

管道系統(tǒng)大數(shù)據(jù)主要包括，管道建設(shè)數(shù)據(jù)和地理數(shù)據(jù)、腐蝕數(shù)據(jù)和檢測(cè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、資產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)和市場(chǎng)數(shù)據(jù)，以及運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)等[3]。在未來需要管道單位充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)以及信息系統(tǒng)技術(shù)等，將各類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一化管理。在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)建管道大數(shù)據(jù)的分析模型，有效地處理由于管道泄漏和管道腐蝕以及第三方破壞等，數(shù)據(jù)未被得到使用的問題，以此獲得綜合性及全面性的分析結(jié)果，包括管道腐蝕控制分析和能量損耗控制分析、效能管理分析和缺陷管理分析等，它在一定程度上助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的目標(biāo)。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段，大數(shù)據(jù)已成為國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展策略之一，在不久的未來它會(huì)對(duì)社會(huì)開啟重大轉(zhuǎn)型，并將逐漸改變?nèi)祟惖纳罘绞?。在此背景下，油氣管道行業(yè)也應(yīng)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，緊跟時(shí)代走向，重視大數(shù)據(jù)技術(shù)在管道建設(shè)行業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用研究，以此全面提升管理成效，繼而為企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]金劍，朱學(xué)山，劉艷陽，等.油氣長(zhǎng)輸管道大數(shù)據(jù)整合技術(shù)方法研究[J].油氣田地面工程，2020，39（2）：77-81.

[2]鄧啟志，吳玙欣.基于大數(shù)據(jù)的空間管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子元器件與信息技術(shù)，2019，3（7）：1-5.

[3]喬漢林，孫玲玲.大數(shù)據(jù)在油氣管道建設(shè)及運(yùn)行中的應(yīng)用研究[J].石油工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2016，24（2）：44-45.