中俄东线建设带来的思考

来源：中国石油报

以互联网为核心的新一轮科技和产业革命蓄势待发，人工智能将给人们的生产方式和生活方式带来革命性变化。在大数据、云计算、物联网等新一代信息技术的推动下，油气管道开始向智能化方向发展。

中俄东线是我国第三代输油气管道的代表，在建设过程中，提出了“全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理”的智能管道建设目标。智能化管道到底是什么样?怎样才能实现智能化?对中国管道发展有多大的影响?这些问题都需要中俄东线在建设过程中很好地解决，为中国智慧管网建设奠定坚实基础。

智能管道什么样?

所谓智能管道，是以管道本体及周边环境的全生命周期数据为基础，将物联网、云计算、大数据分析、自动化与智能控制等技术与管道本体高度集成形成的管道管控一体化系统。智能管道具有四大特点，即可观测、可控制、可自适应和综合优化平衡。四大技术关键点是大数据、大管网、地上地下一体和智能感知。全球首个智能管道解决方案已获成功应用。

中俄东线智能管道建成后，能够适应“区域化管理”模式，预期可实现六个方面的目标：工艺运行能够全面感知、智能控制;站场管理可实现无人操作、区域管理;管道保卫能做到重点监视、智能巡护;线路管理能做到全面检测、风险受控;安全环保能保证精准监测、预警预控;应急管理可以系统决策、协同可视。

据中国石油管道有限责任公司北方分公司中俄东线项目副经理、穿江项目经理伍迅介绍，中俄东线是我国首条智能管道建设的试点工程，其智能化元素无处不在。从制管到敷设再到运行，从选材到焊接再到投产，每一道工序背后都有多重智能技术支撑。建成后的管道将不再是冷冰冰的钢管，而是拥有最强“大脑”，被赋予了“生命”的意义。

实现油气管道智能化需要解决哪些问题?

超前的设计为中俄东线实现智能化提供了理论依据。

2017年，中国石油提出要将中俄东线(黑河至长岭段)建成国内首个智能管道。这为管道局设计院提出了一个全新的课题。

早在2011年年底，管道设计院就开展了“以设计为源头开展管道全生命周期管理”的数字化、协同化设计技术研究，逐步完善了站场、线路、建筑、经济数字化设计四大设计平台，于2016年在集团公司推广。这些工作成果为管道设计院成功完成中俄东线智能化设计提供了宝贵的经验。

中俄东线的管材是X80钢，管径为1422毫米。这两个特点给设计出了一个难题。X80钢最好的焊接手段是全自动焊接，为了满足这个要求，设计院利用数字化设计方法进行了设计优化。首先，对弯头弯管进行了设计优化，开发了弹性敷设模块，加大了冷弯弯管和弹性敷设的使用率，并利用数据库提出了水平弹性敷设中线坐标明细表，并进行了出图，最终核减热煨弯管约60%，推动了中俄项目全自动焊的全面铺开。为了方便山区段施工，设计院开发了扫线模块，并对过境段18.5公里的山区和丘陵段进行了扫线设计，不仅精确统计了扫线量和土石方量，也方便了施工单位进行机械化流水作业。

为实现中俄东线的智能管道建设目标，管道设计院必须要做一项工作：在中俄东线(黑河至长岭段)施工现场搭建数字化设计平台，即服务器和客户机通过云端架设至业主各分部办公场所，以集成设计与施工数据，实现动态更新，自动生成竣工图。

这项工作尽管艰难，但参与中俄东线设计的工作人员群策群力，已经成功完成这项工作。目前，管道设计院已经把11个开工段线路部分的A版(第一版)施工图设计备份到现场两个分部的数据库服务器里，方便设计人员在现场进行数据库操作和管理。同时，在业主一分部、二分部搭建两个线路数字化设计平台，以物理隔离方式搭建现场设计涉密环境，每个平台指定两个人专门负责，与业主合署办公。

数字化设计平台有什么优势?

管道设计院肇源分部设计项目组负责人韩锋介绍，为实现这一目标，管道设计院颠覆了以往配合施工的流程和方法。以前，业主和施工单位只能看到纸制版的施工平面图。而现在，在现场数字化设计系统里就能看到立体、三维的现场情景，很直观地帮助业主进行管控。

从中不难看出数字化设计平台的优势：能够在现场直接变更出图，保证设计变更的及时性和准确性，提高工作效率;加强设计与施工的现场信息沟通和数据传递，辅助管道建设的信息化管理;实现竣工数据回流，对管道竣工相关数据提前进行验证检查，使焊口数据、弯管数据、穿越数据、水保数据等准确统一。

应用数字化设计平台，工程完工了，竣工图也完成了，可以实现虚拟管道与实体管道同步投产，这些都是中俄东线最大的变革，更是智能管道的进一步体现。在中俄东线施工现场，不只大型钢管，每一名员工、每一台设备，甚至焊完的每一道焊口都有自己的“二维码身份证”。管道建设的基础数据全来自于一张张蕴含着详细信息的“身份证”。

油气管道智能化后如何运行?

目前，中俄东线已完成20个焊接机组的组网及作业场景视频监控布置，建立了视频监控平台，支持视频实时播放、存储及回放。这套系统由现场全景摄像头和每一个焊棚的摄像头组成。

机组人员每天进场施工，做的第一件事便是打开视频监控系统。作业场景和每一道焊口的焊接过程会通过网络传输到业主、施工单位项目部。

通过这套系统，管理人员能够实时监控到每一道焊口的焊接流程。现场有没有违规现象，坐在办公室里便能一目了然。一旦出现质量问题，录制下的视频影像可以成为追责依据。

除此之外，中俄东线项目部还为每个机组安装了GPS系统。管理人员只需在电脑上轻轻一点，机组的实时坐标便显示出来，实现了机组作业位置的实时跟踪。可视化的管理方式方便了管理人员有效调配施工资源，合理安排共享，提高了整个工程的施工效率。

中俄东线全部采用自动焊施工，这在我国长输管道建设史上尚属首次。项目部为每台自动焊装备配置了数据采集系统，把互联网技术融入自动焊施工中，建立了“智能工地”实时监视中心。

焊接过程中，操作人员的送丝速度、电流、电压等影响焊接质量的关键数据会实时上传到管道工程建设管理系统。数据一旦超出标准值，系统将自动报警，管理人员坐在办公室便掌握了焊接动态。

除此之外，现场安全监督系统、大型设备监督系统、现场施工可视化、数据采集系统、P6计划管理系统、ERP经营管理系统、设计管理平台等信息化管理方式正在中俄东线施工现场和项目管理中广泛应用，依靠互联网技术搭建起的“智能工地”业已实现。

中俄管道的建设如火如荼，全体参建者正在努力开创中国管道里程碑。相信在不远的将来，全体参建者一定能够用智慧和汗水将中俄管道建设成为最具智能化的管道。(记者 李元滢 李程 特约记者 佟占伟;图表来源： 管道设计院西之华)

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