长输管道辅助施工GIS系统在油气田勘查设计中的应用

2017年第10期信息与电脑China Computer&Communication软件开发与应用长输管道辅助施工GIS系统在油气田勘查设计中的应用赵利国（大庆油田工程有限公司 地理信息中心，黑龙江 大庆　163000）摘　要：地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是获取、处理、管理和分析地理空间数据的重要工具。

在油气田勘查设计中应用GIS系统，可以实现图档互查、进行直观的可视化展示，以及对施工数据填报过程进行可视化、信息化管理等，有效提高管线施工效率。

笔者对长输管道辅助施工GIS系统在油气田勘查设计中的应用进行研究，分析了系统的功能及主要优势，并对系统的经济效益和社会效益进行了讨论。

关键词：油气田勘查设计；GIS系统；长输管道中图分类号：U175;P208 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2017）10-115-03Application of Long Distance Pipeline Auxiliary Construction GIS System in Exploration and Design of Oil and Gas FieldZhao Liguo(Geographic Information Center of Daqing Oilfield Engineering Co., Ltd., Daqing Heilongjiang 163000, China) Abstract: Geographic Information System(GIS) is an important tool for acquiring, processing, managing and analyzing geospatial data. In the application of GIS system in the design of exploration of oil and gas fields, it can realize the drawing of mutual check, visual display, and visual information management of construction data reporting process, can improve the efficiency of pipeline construction. The author studies the application of GIS system of auxiliary pipeline construction in oil and gas field exploration and design, analyzes the function and main advantages of the system, and discusses the economic and social benefits of the system.Key words: exploration and design of oil and gas field; GIS system; long-distance pipeline中俄原油管道漠河—大庆段工程在施工初期，在冀宁、淮武、金坛等管道工程地理信息系统建设的基础上，总结了前几个项目的经验与教训，同时对漠大项目部的业主、设计、PC、监理及施工单位进行了需求调研，根据调研结果对系统的功能做了大量的改进，综合考虑到施工数据采集的完整性、监控施工数据质量、出具竣工资料和线路竣工图等需求，开发了一套辅助施工GIS系统，系统运行平稳，功能基本满足设计和施工的需要。

1　系统概述辅助施工GIS系统是专门为辅助长输管道施工工作而开发的，集成了施工数据填报模块、施工数据审核模块、设计变更管理模块、文档管理模块、物资采办模块和可视化GIS 模块，实现了施工数据实时填报及自检；实现了监理、PC、业主等审核的自动化、流程化；充分利用基础地理信息与管道专业信息的叠加展示与分析，保障了数据的规范性和准确性；为管道设计变更和施工管理提供良好的工作平台，所采集的数据将为运营管理和完整性管理提供有力的数据保障；最终辅助制作出竣工图和竣工资料，并为运营单位提供管道建设期间的数据。

系统基于地理信息系统核心平台，充分应用当今互联网和GIS领域的先进设计理念与核心技术完成，包括：SOA架构、Web2.0技术、多分辨率融合技术、工作流技术、系统安全策略等。

其先进性主要体现在以下几个方面：（1）在国内首创了长输管道施工数字化管理新模式；（2）采用单一数据源，保证数据一致性；（3）首次实现了数据二次加密技术，充分保障系统安全；（4）首次实现了项目管理流程化。

作者简介：赵利国（1982-），男，黑龙江大庆人，硕士研究生，工程师。

研究方向：油气田信息化。

长输管道辅助施工GIS系统是在综合分析多条长输管线施工特点、统筹考虑不同管线数据特点的基础上完成的，开发成果主要包括长输管道辅助施工GIS系统门户、GIS基本功能和六项扩展功能。

数据方面，在多条长输管线特点的基础上进行数据模板汇总，覆盖了当前长输管线建设的核心数据内容。

系统可存储和管理基础地理信息数据和管道专业数据，不同子模块之间互相衔接，保障了数据的统一性，方便施工管理，同时可对施工数据填报过程进行可视化、信息化管理，并在多条长输管线建设过程中得到广泛应用。

2　系统功能系统主要包括门户系统、可视化GIS模块、设计变更管理模块、施工数据填报模块、施工数据审核模块、文档管理模块、物资采办系统等子系统。

可完成设计变更文档的上传、查询、下载，施工数据填报、审核以及与基础地图的叠加展示，管道可研、设计、施工阶段文档的上传、查询、下载，与甲供采办系统的对接等功能，并通过门户和可视化GIS模块实现图档互查、进行直观的可视化展示，更好地辅助施工。

本系统与国内外相关施工系统的对比如表1所示：本项目的成果属于国内首创，一些关键技术指标已达到国际先进水平。

该软件与相关同类软件相比，在管理内容、服务对象、系统功能等方面均取得突破。

（1）管理内容包括了管道全生命周期内整个过程尤其是突出施工阶段的基础数据、专业数据。

（2）服务对象除面向管理决策层、管理层、实施层之外，还面向基础工作层。

（3）系统功能方面，施工数据填报利用加密措施实时上报，提供与甲供采办系统的接口功能，实现与采办信息的同步，方便施工单位检查核对管材信息；施工数据审核提供了基于基础数据和设计数据的逐级审核功能，及时监控数据采集的质量，方便业主查询、浏览等。

3　系统效益3.1　经济效益长输管道辅助施工GIS系统实现了地域间资源共享及数据实时上报，减少了地质、设计人员现场踏勘的环节，节约了设备的投入，并缩短了工期，为后期运营维护节约基础数据与专业数据更新成本。

同时该成果具有较大的推广与应用价值，已被应用于国内十多条长输管道施工阶段，经济效益显著。

其中，秦沈线462.79公里，463幅竣工图等共计节约30万元；漠大线926.6公里，在竣工图及数据共享等方面节约成本超过30万元。

3.2　社会效益系统实现了管道基础数据、专业数据、物资采办信息的集成管理，管道资料数字化管理和内嵌式的管道属性数据填报、审核功能解决了传统的管道资料在收集、存储、管理、分析方面的严重滞后问题。

辅助业主进行物资调拨管理，较大提高管道各项技术管理工作的准确性、科学性、效率等，并在竣工阶段辅助制作出竣工图，提高工作效率。

整个系统在功能性、安全性、易用性等方面均达到了用户使用要求，很好满足了业主的监管需求，得到了设计、施工及管理人员的一致好评。

由此可见，长输管道辅助施工GIS系统具有显著的社会效益。

施工数据填报模块实现了与甲供采办系统的实时接口的功能，根据施工单位填报的钢管号信息，同步采办信息，方便施工单位人员应用自检功能，检查核对所填报的管材信息。

监理、PC项目部等用户通过不同的权限进入审核系统，对施工数据进行多源数据对比、审核、分析，审核无误的数据逐级提交、逐级审核，最终审核无误的数据上传至数据库，存在问题的施工数据通过不符合项管理流程以不符合项报告的形式发给相应用户核实与修改。

实现了逐级上报、逐级审表１　本系统与国内外相关施工系统的对比长输管道辅助施工GIS系统国外其他施工管理系统管理内容可导入管道生命周期内可研、勘察、设计阶段的数据，管理施工阶段数据，为后期运营维护提供完整的基础数据、专业数据以成本管理为核心、以进度计划为主线、以合同管理为载体，实现项目全周期、全方位管理，而且实现资金、人力、材料、库存、机械设备各个方面的生产资源统一管理服务对象面向管理决策层、管理层、实施层以及基础工作层企业决策层和各级管理层、项目实施层系统功能实现了基于GIS的施工信息可视化管理；利用加密措施实时上报施工数据，实现与甲供采办信息的同步，方便检查核对管材信息；施工数据审核提供了基于基础数据和设计数据的逐级审核功能，及时监控数据采集的质量，方便业主查询、浏览数据交换、工作流、办公自动化、协同门户、市场经营管理、项目组合管理、集中采购管理、人力资源管理、电子商务、知识管理、商业智能等2017年第10期信息与电脑China Computer&Communication软件开发与应用核的功能，有效辅助监理、项目部、监理区段及时监控数据采集的质量，发现问题及时责令施工单位进行整改。

系统极大提高了管道建设阶段的管理水平，确保管道安全、优质、高效运行，达到国际先进水平。

4　系统创新之处系统创新性主要体现在以下几个方面。

4.1　在国内首创了长输管道施工数字化管理新模式在分析多条长输管道数据特点的基础上，首次构建了“管道施工数字化”标准体系，自主研发了辅助施工GIS系统等应用系统，首次实现了与甲供采办系统的实时接口功能，同步采办信息。

4.2　采用单一数据源，保证数据一致性系统实现了在施工阶段采集数据内容、辅助施工单位输出竣工资料的功能，减少了施工单位人员的工作量，为管道设计与变更提供良好的工作平台，保证了施工数据库、竣工资料、竣工图、施工数据采集系统四者的数据一致性。

4.3　首次实现了数据二次加密技术，充分保障系统安全将国家密码管理局认证的SCB2分组密码对称加密算法、非对称ECC（椭圆曲线密码编码学）、加密算法SEC等，应用于系统的数据加密、身份认证和数据安全传输环节中。

4.4　首次实现项目管理流程化系统引入先进的工作流技术来改进和优化长输管道施工阶段业务流程，提高业务流程的合理性，理顺了各项工作的数据流和工作流，从而更好地实现业务过程控制，持续提高系统服务质量。