肖凯 李凯
沈阳惠东管道控制有限公司 沈阳 惠东 110031
摘要：本文结合笔者在管道自动化公司的工作实践经验，简单说明了CAD技术、大型数据库技术、地理信息系统技术、遥感技术、全球定位系统、海量数据的存储与处理技术等一系列数字管道中包含的主要工艺技术，并对自动化系统设计问题展开了探讨。
关键词：数字管道；工艺技术；自动化系统
引言：对于数字化管道来说，其主要指依托信息技术而搭建起来的管道。现阶段，随着信息技术、互联网技术等先进科学技术的迅速发展以及大范围应用，数字管道的搭建受到更多关注，为实现管道数字化以及自动化管理提供了基础性条件。因此，对数字管道中的主要工艺技术以及自动化系统设计问题展开探究具有极高的现实价值。
一、数字管道中包含的主要工艺技术分析
第一，CAD技术。该技术的应用主要实现对管道设计图、施工图等图纸的绘制及显示，结合专业图示符号的应用，达到编辑、计算、显示、绘制显示多种显示情况的效果。
第二，大型数据库技术。该项技术主要实现各类信息有组织的存储，以便快速查询、检索和利用[1]。
第三，地理信息系统技术。该技术融合 数字地模、图像、CAD等技术以及数字库技术，结合大量专业模型的引入，搭建起包含空间位置的专业设施模型。
第四，遥感技术。利用可见光、红外、微波等探测仪器，结合信息感应、摄影、扫描、信息传输与处理的展开，达到识别地面物质性质以及运动状态的效果。在数字管道系统中，主要将地理信息系统与遥感技术进行结合引用，完成管道相关的遥感影像的处理、存储和再现，以此满足管道运行维护的现实需求。
第五，全球定位系统。在工作卫星信号的支持下，该系统实现对待定点位置的精准测定，达到对管道巡检人员实时跟踪管理的效果。
第六，海量数据的存储与处理技术。在实际的管道设计、建设与管理中，会生成大量的数据信息，且这些信息普遍具备存储介质多样、结构复杂、格式不统一的特征。而海量数据的存储与处理技术的应用旨在于实现对这些数据落实高效处理与完整存储。
第七，空间数据采集处理技术。包含全数字摄影测量、遥感影像、野外数字测图等等，利用多种影像的获取及处理，并在其他系统中展示，达到对现实世界更为直观的反映的效果。
第八，元数据技术。对于元数据而言，其主要为实际数据的来源、地址、格式、内容等说明的信息。在元数据技术中，依托特定的框架体系与方法对数字化信息的基本特征做出描述，并结合通用的编码规则促使来源不同的数字化资源被规纳入相同的标准体系内。
第九，虚拟现实技术。通过对现实过程的虚拟，实现在这计算机中模拟构造出依旧处于设计状态、或是存在于现实世界中多种对象的真实状态，达到在计算机中直观表达现实情况的效果。
第十，网络应用技术。
依托网络的支持，促使多种信息可以在不同的设备终端中完成传输，达到连接各类应用的效果。
二、数字管道的自动化系统设计探究
（一）系统的设计
1.总体设计
数字管道的自动化系统中包含管道勘察设计系统、管道建设项日管理系统、管道运营管理系统这三个子系统，同时，管道信息数据库为这些子系统的运行提供数据参考与信息支持，属于系统的核心部分。
2.子系统设计
第一，管道勘察设计系统。该子系统内包含地质勘测模块、线路设计模块、阴保设计模块、工艺设计模块、土建设计模块、总图设计模块等等。实践中，这些模块所产生的数据信息，例如管道周边的自然环境、地理地形、水文气象、勘测等信息；设计图纸信息；设备材料信息等，均在管道信息数据库中得到完整保存[2]。
第二，管道建设项日管理系统。该子系统主要承担着设计管理、施工管理、物资管理、进度费用管理、文控管理、HSE管理的任务。
第三，管道运营管理系统。该子系统是一个多个系统集成起来的复合系统，其中包含着SCADA模块、销售模块、管道资源管理模块等等。
第四，管道信息数据库。该数据库主要由属性数据库以及空间数据库构成。其中，属性数据库中保存的信息主要有管线的线数据（来源于两相邻管点之间连接的数据）、管线的点数据（来源于管线测量点/位置点、特征点、附属物点的数据）；空间数据库中保存的信息主要有管线图形信息、1：1000基本比例地形图等等。在实际的数据保存与管理中，依托关系型数据库完成对管线图形数据、属性数据的统一保存；实践中，利用ArcSDE访问，实现对图形及属性数据分离存储缺陷的有效规避。
（二）实例应用
在某数字化管道搭建项目中，在勘察设计期间，主要依托遥感技术、数字摄影测量技术完成管道线路的规划，并提取管线两侧200米范围内的数据信息，包括自然环境、地理地形、水文气象、勘测等信息。同时，结合全球定位系统、地理信息系统的应用，完成涵盖着管道沿线环境、地形地势、人口、经济等内容的管道信息管理系统的搭建。
在实际的管道施工阶段，该系统能够发挥出的作用相对较多，例如，通过利用该系统，相关施工人员可以在移动端完成对不同比例条件下管道、管道周边信息的直接获取；可以提取某一时间点、某一工序的进度信息，乃至于可以迅速获取管道中任意一道焊口的焊工信息、无损检测影像等等。在管道信息管理系统中，存储该管道线路的所有信息，每根钢管均在其中可以中找到完整的数据记录，从炼钢厂炉坯出厂到钢管厂制管，再到中转运输，最后到施工现场，管道设计与施工中所有的环节均存在可以追溯源头的跟踪性数据，相关人员可以结合现实需求，直接在系统中调取焊工档案、X射线底片档案、焊口的坐标值及埋深等基本信息。由于这些数据信息均在系统中得到完整、全面保存，所以一旦发生问题，即可立即完成溯源，实现从源头解决问题。
总结：综上所述，数字管道为实现管道数字化以及自动化管理提供了基础性条件。依托CAD技术、大型数据库技术、地理信息系统技术、遥感技术、全球定位系统、海量数据的存储与处理技术、空间数据采集处理技术等技术的应用，实现了数字管道的建设，提供了更为直观、丰富低的地面信息，为提升管道设计水平与质量提供了数据信息支持。
参考文献：
[1]姜晓红.天然气管道SCADA系统运行维护浅析[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(12):27-28.
[2]王翊红.油库改造项目质量提升及自动化系统安全改造的措施探讨[J].化工管理,2019(19):188-189.