本文關(guān)鍵詞：基于GIS技術(shù)的油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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基于GIS技術(shù)的油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)研究

發(fā)布日期： 2016-06-14 發(fā)布：  

  2015年30期目錄       本期共收錄文章20篇

　　【摘要】縱觀當(dāng)代世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油資源逐漸成為了各國(guó)發(fā)展工業(yè)產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略資源，尤其是在全球能源危機(jī)的大背景下，我國(guó)要想更好地促進(jìn)石油工業(yè)的發(fā)展，必須高度重視石油天然氣的存儲(chǔ)和運(yùn)輸。隨著科技的發(fā)展，GIS技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，在GIS的支持下，油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)的相關(guān)問題得到了有效解決。本文就針對(duì)于GIS技術(shù)在油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)管理中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
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　　【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)；石油天然氣；儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)；管理
　　現(xiàn)階段，石油天然氣業(yè)務(wù)的生產(chǎn)規(guī)模不斷趨向大型化，油氣儲(chǔ)運(yùn)管理更是趨向復(fù)雜化，自動(dòng)化控制已經(jīng)不能滿足于現(xiàn)階段的需求，而隨著科技的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用日漸廣泛，在石油天然氣的運(yùn)輸和儲(chǔ)存中發(fā)揮著重要作用，尤其是在油氣儲(chǔ)運(yùn)的智能化和信息化方面，更是創(chuàng)造了先決條件。
　　一、地理信息系統(tǒng)的組成和功能分析
　　1. 地理信息系統(tǒng)的組成
　　完整的地理信息系統(tǒng)包含硬件環(huán)境、軟件環(huán)境、空間數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)等組成。所謂的硬件環(huán)境，主要包含主機(jī)、輸入設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、輸出設(shè)備、通信傳輸設(shè)備等；而軟件環(huán)境則是指GIS系統(tǒng)中的系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)組軟件、GIS軟件以及擴(kuò)展應(yīng)用軟件。在地里信息系統(tǒng)中，空間數(shù)據(jù)是用來確定圖形特征和位置的，以地球表面空間為參照物，確定某一物質(zhì)在自然界中的空間位置及空間相關(guān)性或者拓?fù)潢P(guān)系。而非空間的屬性數(shù)據(jù)，是通常意義上的幾何屬性，與地理實(shí)體相聯(lián)系，通過分類、命名、測(cè)量獲得。
　　總之，地理信息系統(tǒng)是以一個(gè)具有動(dòng)態(tài)性的地理模型，是具有復(fù)雜性的人機(jī)系統(tǒng)，將其應(yīng)用于石油儲(chǔ)運(yùn)的實(shí)踐，工作人員必須具備過硬的素質(zhì)，尤其是GIS系統(tǒng)開發(fā)人員和終端用戶。
　　2. 地理信息系統(tǒng)的功能
　　首先，數(shù)據(jù)輸入是GIS的關(guān)鍵，在系統(tǒng)中，常用的輸入手段包含數(shù)字化、掃描矢量化、GPS和遙感圖像輸入以及其他數(shù)據(jù)輸入方法。在系統(tǒng)的整體費(fèi)用中，數(shù)據(jù)輸入占了80%以上，現(xiàn)階段，隨著最新的掃描跟蹤技術(shù)的使用，GIS的數(shù)據(jù)輸入實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模自動(dòng)化，中小型系統(tǒng)仍然在運(yùn)作中采用手工數(shù)字化儀。
　　其次，數(shù)據(jù)預(yù)處理是地理信息系統(tǒng)的重要功能，在日常運(yùn)作中，通過不同方式獲取空間數(shù)據(jù)也具有不同的類型，需要系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，從而轉(zhuǎn)變成為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)形式，比例尺、坐標(biāo)投影等要素也應(yīng)該做出相應(yīng)的調(diào)整。在數(shù)據(jù)預(yù)處理的過程中，需要對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行校正、編輯、消除誤差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)化、圖形整理、修飾等。
　　再次，數(shù)據(jù)管理在GIS系統(tǒng)中具有重要意義，在小型作業(yè)中，用文件結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理就可以滿足需要，但是隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷增加，數(shù)據(jù)管理需要大型數(shù)據(jù)庫(kù)為依托。尤其是在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過不同表格中的相關(guān)項(xiàng)，對(duì)于提高GIS系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性具有重要作用。在GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理中，二維空間地理數(shù)據(jù)是主要的管理數(shù)據(jù)形式，主要由空間數(shù)據(jù)和拓?fù)潢P(guān)系以及屬性組成[1]。隨著GIS系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理方面的深入應(yīng)用，促進(jìn)了空間信息和屬性信息的集成管理。
　　第四，關(guān)于空間查詢與分析功能，在地理信息系統(tǒng)中，采用統(tǒng)一的點(diǎn)擊式查詢方式作為空間分析方法，而關(guān)于分析功能，則是通過對(duì)假設(shè)的分析來實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域發(fā)展趨勢(shì)的模擬，尤其是在鄰近度分析、疊加分析、空間模型分析方面，更是發(fā)揮著重要作用。此外，地理信息系統(tǒng)的強(qiáng)大功能還表現(xiàn)在可視化表達(dá)的輸出方面。
　　二、油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)過程中主要存在的管理問題分析
　　在油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)過程中，其系統(tǒng)具有很強(qiáng)的復(fù)雜性，尤其是在輸送和存儲(chǔ)過程中，管道、增壓、增溫設(shè)施、閥門、儲(chǔ)存罐等設(shè)備的安全性是保證油氣安全有效運(yùn)輸?shù)闹匾蛩豙2]。對(duì)于生產(chǎn)管理者而言，其安全儲(chǔ)運(yùn)也應(yīng)該從上述因素抓起，既要考慮單因素的影響，又要綜合考慮多種因素，從而保證石油天然氣的安全運(yùn)輸和存儲(chǔ)。
　　1. 管道及其空間分布
　　石油天然氣的運(yùn)輸存儲(chǔ)主要依靠管道和各種不同的油氣站庫(kù)，在實(shí)際運(yùn)作中，這類基礎(chǔ)設(shè)施主要分布于地下，不是人眼可以直接觀察到的。為此，在油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)管理中，管道的走向、埋深、規(guī)格以及管道周圍的地質(zhì)特征、地貌特點(diǎn)、管線技術(shù)要求、管道運(yùn)行參數(shù)以及具體某個(gè)細(xì)節(jié)的閥門應(yīng)該設(shè)置在什么位置，都需要明確，而這些必須的資料數(shù)據(jù)需要通過GIS技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，才能為后續(xù)的操作奠定基礎(chǔ)。
　　2. 管道安全可靠性分析
　　在現(xiàn)階段，管道的安全性和可靠性是指在運(yùn)行條件下，管道系統(tǒng)能夠充分滿足要求，完成輸送任務(wù)，并保證輸送過程的安全性和經(jīng)濟(jì)性，并保證管道系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)均符合安全可靠要求。在實(shí)際工作中，這就需要時(shí)刻關(guān)注管道的腐蝕情況及空間分布、管道受周圍環(huán)境影響的程度以及管理缺失問題。
　　3. 油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)調(diào)度
　　在油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)調(diào)度中，需要不斷對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，而管道的優(yōu)化運(yùn)行分析、管道泄漏檢測(cè)、實(shí)時(shí)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、清管器作業(yè)等都需要全方位的動(dòng)態(tài)化管理，需要借助GIS系統(tǒng)的強(qiáng)大功能優(yōu)勢(shì)。
　　三、將GIS應(yīng)用于油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)的基本途徑和解決辦法
　　1. 基本途徑
　　GIS是一個(gè)極為開放的系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的自我學(xué)習(xí)能力，在將GIS應(yīng)用于油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)中時(shí)，要實(shí)現(xiàn)的基本任務(wù)便是擴(kuò)展GIS的空間分析功能從而滿足生產(chǎn)管理的需要，而實(shí)現(xiàn)的基本途徑便是將GIS的空間分析功能和有關(guān)油氣儲(chǔ)運(yùn)的專業(yè)知識(shí)相結(jié)合。
　　2. 解決辦法
　　（1）管道構(gòu)造
　　對(duì)管道構(gòu)造的研究是對(duì)管道進(jìn)行安全可靠性分析和進(jìn)行油氣儲(chǔ)運(yùn)調(diào)度的基礎(chǔ)，是研究的重點(diǎn)內(nèi)容。該研究主要包括兩方面的內(nèi)容，一是了解埋地管道和其附屬設(shè)施的分布規(guī)律，二是對(duì)了解到的分布規(guī)律進(jìn)行真實(shí)再現(xiàn)。在將GIS應(yīng)用到管道構(gòu)造的研究中時(shí)，要充分利用GIS的空間分析功能和三維可視化功能，同時(shí)結(jié)合埋地管道及其附屬設(shè)施的分布規(guī)律，對(duì)管道構(gòu)造進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，最終實(shí)現(xiàn)管道構(gòu)造的數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化功能的一體化。
　�。�2）安全分析
　　對(duì)油氣管道的安全性分析一般是指對(duì)油氣管道進(jìn)行失效性分析，所謂的失效性分析即為檢查油氣管道的故障問題，主要包括對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)的生產(chǎn)裝置、作業(yè)環(huán)境和工作人員等進(jìn)行危險(xiǎn)診斷和預(yù)測(cè)。在進(jìn)行診斷時(shí)，主要運(yùn)用的方法是失效樹分析法，具體的分析過程如下：首先根據(jù)生產(chǎn)過程的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)畫出失效樹分析圖，然后對(duì)事故的起因和結(jié)果進(jìn)行分析，利用樹狀圖找到事故的前因后果，最后針對(duì)事故的原因采取一定的措施，降低事故發(fā)生的概率。在進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，首先要對(duì)油氣管道和全面儀器進(jìn)行定期檢查，同時(shí)運(yùn)用相應(yīng)的算法進(jìn)行推理演算，對(duì)事故的發(fā)生進(jìn)行模擬，為管理和決策提供依據(jù)。
　�。�3）生產(chǎn)調(diào)度
　　雖然目前用于生產(chǎn)調(diào)度的方法有很多種，比如數(shù)學(xué)規(guī)劃方法、軟計(jì)算方法和遺傳算法等，但是這些方法普遍具有計(jì)算復(fù)雜、分析困難的問題，而利用GIS的仿真方法可有效地避開這些問題，不僅可以降低分析成本，而且還能提高分析的效率和質(zhì)量，其實(shí)現(xiàn)流程如下圖所示：
　　結(jié)語(yǔ)：
　　現(xiàn)階段，油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)管理日趨現(xiàn)代化，將綜合運(yùn)用GIS空間分析方法和數(shù)學(xué)建模方法，同時(shí)結(jié)合油氣儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域的知識(shí)，對(duì)油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題，比如管道構(gòu)造、管道安全可靠性和油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)調(diào)度等開展基于GIS的建模分析，能夠有效提高油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)管理的安全性。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1] 蔡柏松，王建康.3D GIS技術(shù)在管道完整性管理中的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2013，33（12）：144-150.
　　[2] 駱科東，林楊，鄧輝等.管道生產(chǎn)管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2015，26（3）：9-11，28.

  本文關(guān)鍵詞：基于GIS技術(shù)的油氣儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。