长输管道完整性管理物联网应用架构初探

长输管道完整性管理物联网应用架构初探

寇娜

中航油石化管道有限公司

摘要：万物互联的时代，物联网技术得到了迅速的发展。物联网在社会生活、工业、农业等多方面得到了有效的应用。在社会发展及经济建设中，油气资源发挥着重要作用，管道运输是最主要的运输方式。长输管道完整性管理物联网是一种应用物联网技术的管理系统，这个系统将物联网技术应用于油气管道设计、建设、运营、维护和管理的全过程，旨在促进管道的完整性管理和失效控制，提高管道运行的安全性和经济效益。建设长输管道完整性管理物联网具有重要的现实意义和长远价值，有助于确保管道的安全稳定运行，提升运营效率和管理水平，推动行业的信息化和智能化发展。

关键词：长输管道；完整性管理；物联网；应用架构

中图分类号：TE88

文献标识码：A

引言

近年来，城市化建设进程加快，居民生活水平提升，在社会发展以及经济建设中油气资源发挥着重要作用，使用量在逐年增加。在油气资源的储运过程中，管道运输是最主要的运输方式，与其他运输方式相比，具有运输量大、密闭安全、便于管理、易于实现远程集中监控等优点，在全世界应用广泛且发展迅速。近年来我国密集出台油气管道建设相关政策和规划引导油气管道加快建设，构建现代能源体系，实施能源资源安全战略。为了满足油气资源输送的安全性与稳定性，需要针对长输管道的运行状况进行分析，增强油气输送的科学性，促进油气资源利用效率的提升。

1建设长输管道完整性管理物联网的必要性

     在传统的管理方式下，管道管理存在很多难题。例如，管道事故的预防和处理往往缺乏效率，而且管道完整性管理的模式和流程也缺乏统一的标准和规范。这些问题都增加了管道管理的难度和风险。

通过建设长输管道完整性管理物联网，可以利用物联网、大数据等先进技术，实现对管道的全面、实时监测和管理。这样一来，可以更有效地预防和处理管道事故，降低事故发生的概率和影响。同时，通过物联网技术的应用，还可以提高管道管理的效率和规范性，为管道的安全、高效运行提供更好的保障。

2物联网技术概述

物联网也被称作万物相连的互联网，是基于互联网延伸拓展出来的网络技术，会有机结合信息传感设备和网络平台，随时随地实现人机物的互联互通。从实践应用角度来看，物联网基本特征主要体现在以下几点：（1）整体感知。能运用智能传感器、二维码、射频识别等感知设备获取物体的所有信息；（2）可靠传输。能在有效融合无线物联网和互联网的基础上，实时准确传递物体信息，方便信息沟通交流；（3）智能处理。整合运用各类智能技术分析处理感知传送数据信息，真正实现监测管理的智能化发展目标。

3长输管道完整性管理物联网应用架构

长输管道完整性管理物联网应用架构是一个综合性的系统，它结合了物联网技术与长输管道完整性管理的需求，旨在提高管道运营的安全性和经济性。

3.1感知层

感知层是物联网应用架构的基础，它负责采集管道的基础数据和业务数据。感知层通过部署各种传感器和执行器，实现对管道状态、环境参数、设备运行情况等的实时监测。同时，感知层还需确保数据的及时性、准确性和完整性，为后续的数据处理和分析提供可靠的数据源。

物联网传感技术是智慧工地建设的基础，主要包括各种传感器和监测设备，长输油气管道工程建设现场常用的温度传感器、湿度传感器、压力传感器、加速度传感器、光照传感器、摄像头、焊机工况采集传感器等。

3.2网络层

网络层负责将感知层采集的数据传输到数据中心。为了满足长输管道分布广、环境复杂的特点，网络层需采用稳定可靠的通信技术，如4G、5G、NB-IoT等，确保数据能够实时、安全地传输到数据中心。此外，网络层还需具备自适应、自组织等特性，以适应管道运营过程中的动态变化。

具体实践中，以建立监控中心作为日常监控、系统管理、应急指挥的主要载体，内部署视频监控综合管理平台，包括数据库服务模块、管理服务模块、接入服务模块、流媒体服务模块、存储管理服务模块、Web服务模块等等，共同形成数据运算处理中心，完成各种数据信息的交互，集管理、交换、处理、存储和转发于一体，是视频监控系统能稳定、可靠、安全运行的先决条件。

3.3数据层

数据层负责对感知层采集的数据进行存储、处理和分析。数据层需建立高效的数据存储机制，实现对海量数据的快速存储和查询。同时，数据层还需采用大数据分析、机器学习等技术，对管道运营数据进行深入挖掘，提取有价值的信息，为管道完整性管理提供决策支持。

3.4应用层

应用层是物联网应用架构的最上层，它负责为用户提供各种应用服务。在长输管道完整性管理物联网应用架构中，应用层可包括管道状态监测、故障诊断、风险评估、应急响应等功能。通过这些功能，用户可以实时了解管道的运行状态，及时发现并处理潜在的风险，确保管道的安全运营。

3.5安全保障体系

安全保障体系贯穿整个物联网应用架构，它负责确保系统的安全性、稳定性和可靠性。安全保障体系应包括身份认证、访问控制、数据加密、容错容灾等方面的措施，确保系统在各种复杂环境下都能稳定运行。

油气储运工作中，长输管道的巡护能够防止第三方入侵或者对其他风险问题的识别，通过有效的管道防护方法，能够及时发现长输管道运行中存在的风险事故，降低对管道造成的破坏。在长输管道的运行管理中建立完善的预警机制，可以结合大数据技术，对长输管道运行沿线进行传感器设置，并且利用传感器对运行参数进行收集，将收集到的数据和信息导入到大数据管理系统中，根据数据变化情况及时发现管道运行过程中存在的风险，并给出警告信息，满足对风险问题的解决，降低安全事故出现几率。

4长输管道完整性管理物联网的作用

4.1提高管道安全性

长输管道通常承载着大量的油气资源，一旦出现泄漏或破损，将对环境和人类生活造成严重影响。通过建设完整性管理物联网，可以实时监测管道的状态，及时发现潜在的安全隐患，并采取相应的风险减缓措施，将风险控制在合理、可接受的范围内，确保管道系统安全稳定运行，避免事故发生。

4.2提升运营效率

传统的管道管理方式通常需要大量的人力和时间成本进行巡检和维护。而借助物联网技术，可以实现管道的远程监测和管理，减少人工巡检的频率和工作量，提高运营效率。

4.3促进信息化和智能化发展

随着大数据、云计算、物联网等信息技术在石油天然气管网中的深度融合，管道管理正朝向信息化、智能化的方向发展。建设长输管道完整性管理物联网符合这一发展趋势，有助于推动企业实现数字化转型，提升管道管理的智能化水平。

4.4增强数据共享和协同能力

通过物联网技术，可以实现管道数据的实时采集、传输和处理，提高数据的唯一性和共享性。这有助于各部门之间更好地协同工作，提升决策效率和准确性。

结束语

长输管道完整性管理物联网应用架构是一个综合性的系统，通过构建这样一个应用架构，我们可以实现对长输管道的全面监测和管理，提高管道运营的安全性和经济性。大数据背景下物联网的技术优势得到了进一步的显现，而且在诸多行业中得到了有效的应用，并验证了物联网发展的有效性。因此要进一步地加强物联网的技术研究工作，积极拓展物联网的使用场景，加强物联网技术标准化和服务能力的提升，让物联网真正在数字时代的发展中得到有效应用。

参考文献

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[3]李克龙,高宗辉,秦金.物联网技术在长输管道中的应用研究[J].现代工业经济和信息化,2021(7):100-101.