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一、儲氣庫信息化建設(shè)，及調(diào)研過程 1、調(diào)研過程 地下儲氣庫主要用于保障天然氣下游用戶供氣的調(diào)峰需要，它具有儲存量大、經(jīng)濟合理、安全系數(shù)高等優(yōu)點。 儲氣庫數(shù)字化平臺怎么搞？ 應該提供哪些功能？解決什么問題？未來怎么發(fā)展？目前正在思考這個問題。 知網(wǎng)搜索了所有國內(nèi)作者的 儲氣庫相關(guān)論文，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)針對于川渝相國寺、新疆呼圖壁、中原文23和96，遼河雙6，以及大港、大慶和西北等地區(qū)的儲氣庫建設(shè)，論文總計約150篇左右。論文內(nèi)容從儲氣庫選址設(shè)計、資源評價與管網(wǎng)設(shè)計、庫方案設(shè)計（庫容、井位部署、注采工藝、脫水工、設(shè)備管理）、儲氣庫模擬分析（專業(yè)軟件）、儲氣庫運行管理（監(jiān)測監(jiān)控、風險管控、預測分析）、天然氣調(diào)峰需求管理、儲氣庫經(jīng)濟性評價等。覆蓋了儲氣庫全生命周期，以及全部業(yè)務(wù)領(lǐng)域。 我選擇了幾十篇下載，做了精讀，其中重點對于十來篇數(shù)據(jù)和管理平臺類的論文進行了仔細剖析。 發(fā)現(xiàn)這些儲氣庫數(shù)字化的論文，總體上解決方案都比較單薄，而且對于管理流程和管控場景的表述也非常匱乏。 雖然仔細剖析之下仍舊可以看出未來儲氣庫信息管理平臺建設(shè)的一些框架，但是，這是不是說：儲氣庫的數(shù)字化和信息化目前還停留在工廠自動化層面，而缺乏一個宏觀的信息管控的框架呢？ 圖：相國寺儲氣庫效果圖 今天下午揚起了沙塵。晚上回到家把剛剛到的三本書（昨天京東訂的，推薦呼圖壁和相國寺的那兩本）翻了一遍，感覺這個技術(shù)體系理解的差不多了，今晚打算把儲氣庫的調(diào)研材料梳理出一個頭緒來。 2、正在形成的設(shè)計思路 通過這些資料中對于儲氣庫數(shù)字化的探索，也就是儲氣庫數(shù)字化管控平臺建設(shè)，我理解的儲氣庫數(shù)字化建設(shè)的目標應該是： 針對儲氣庫設(shè)計、建設(shè)、生產(chǎn)運行、生產(chǎn)調(diào)峰到經(jīng)濟評價的全生命周期，建立統(tǒng)一的儲氣庫數(shù)據(jù)庫；形成數(shù)據(jù)采集、遷移和集中管理的技術(shù)方法；研發(fā)儲氣庫建設(shè)動態(tài)分析、注采運行動態(tài)與分析、調(diào)峰動態(tài)與分析、經(jīng)濟分析等系列功能的數(shù)字化平臺。 而一個完整的儲氣庫數(shù)字化系統(tǒng)，我覺得，應該包括：一個數(shù)據(jù)支撐體系；一個云平臺支撐體系；一個公用資源可視化平臺，一套數(shù)據(jù)生產(chǎn)運行監(jiān)測系統(tǒng)，一套數(shù)據(jù)模擬分析系統(tǒng)；一套多協(xié)同化智能分析系統(tǒng)。 對，6套體系。 一個數(shù)據(jù)支撐體系： 覆蓋從選址評價、設(shè)計、生產(chǎn)運行、分析調(diào)控等所有領(lǐng)域的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)很復雜，它包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（運行記錄和報表等二維表）、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（設(shè)計文檔圖件等成果）、模型數(shù)據(jù)（地震體，地質(zhì)建模和氣藏模型，用于eclipse和pipesim等專業(yè)軟件模擬）、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)（SCADA和DCS等的實時數(shù)據(jù)流），共四類。將以上的數(shù)據(jù)整理歸類后，實現(xiàn)建庫。 一個云平臺支撐體系： 一套基于云原生架構(gòu)的數(shù)據(jù)服務(wù)和應用集成系統(tǒng)， 這個平臺規(guī)定了所有軟件模塊的開發(fā)規(guī)范和集成規(guī)范，這樣，不同來源、不同團隊、不同技術(shù)體系的 軟件模塊，可以快速的集成。 此外，這個云平臺架構(gòu)必須有一套完整的平臺架構(gòu)機制，這套機制可以 使用中石化的石化智云提供的云平臺（SaaS和PaaS）以及身份鑒權(quán)等機制。 一套儲氣庫建設(shè)全流程管控系統(tǒng)： 首先，從戰(zhàn)略管理層面上，儲氣庫建設(shè)全流程管控系統(tǒng)實現(xiàn) 對于各個儲氣庫基本信息（位置，地理分布，場站形態(tài)，倉容量等基礎(chǔ)信息）、選址評價、設(shè)計、生產(chǎn)運行狀態(tài)和調(diào)控狀態(tài)的基本信息，并在此基礎(chǔ)上提供一系列的 統(tǒng)計分析，以提供 儲氣庫在建設(shè) 和 應用上的狀態(tài)和趨勢。 其次，在戰(zhàn)術(shù)層面上，提供不同團隊的協(xié)同運行的大環(huán)境，就是云平臺提供的這個云端應用協(xié)同軟件系統(tǒng)，從評價、設(shè)計、生產(chǎn)運行等，都有著獨立的解決方案。這部分應該是最基本也是最大的工作量，需要針對評價、設(shè)計、生產(chǎn)運行、調(diào)控與規(guī)劃的每個環(huán)節(jié)都做出 管控需求 的響應。 比如生產(chǎn)運行就是一個以監(jiān)測系統(tǒng)為基礎(chǔ)的、同時提供趨勢分析、風險防控、安全預警等一系列的 管控決策功能。 一個公用資源可視化平臺： 公用資源可視化平臺，就是將儲氣庫地面地下的信息已可視化的方式展現(xiàn)給用戶?？梢苑譃槿齻€階段建設(shè)。
當然，這個公用資源可視化平臺， 必須將 上面提到的一套儲氣庫建設(shè)全流程管控系統(tǒng)的功能模塊結(jié)合起來，也必須和 數(shù)據(jù)支持體系結(jié)合起來。 一套數(shù)據(jù)模擬分析系統(tǒng)： 基于油氣地質(zhì)與油藏模型理論、使用專業(yè)軟件構(gòu)建的一套 專業(yè)軟件套件。提供應用專業(yè)模型和算法進行模擬分析并給出精確化的計算結(jié)果。 一套多協(xié)同化智能分析系統(tǒng)： 基于海量的多種維度和多種尺度的數(shù)據(jù)， 大數(shù)據(jù)和智能化分析成為了可能， 基于大數(shù)據(jù)架構(gòu)和智能技術(shù)架構(gòu)設(shè)計下的協(xié)同化智能分析系統(tǒng)研發(fā)，將帶來儲氣庫數(shù)字化方面全新的提升和升級?；跀?shù)據(jù)和智能算法，儲氣庫的不同階段和領(lǐng)域，將迎來真正的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。 二、地下儲氣庫信息來源：工控系統(tǒng) 葉康林等針對地下儲氣庫工控系統(tǒng)概況進行了總結(jié)，很全面。以下信息來自作者論文（地下天然氣儲氣庫信息化建設(shè)現(xiàn)狀與探討，葉康林）。 葉康林等提到，“中國的地下儲氣庫建設(shè)起步較晚，2000 年建成了國內(nèi)首座地下儲氣庫，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，目前全國已建成20 余座儲氣庫，今后十余年將是儲氣庫建設(shè)。由于國內(nèi)儲氣庫建設(shè)較新，其信息化程度較高，按照數(shù)字油氣田、物聯(lián)網(wǎng)高標準、高要求建設(shè)。儲氣庫自動化設(shè)備設(shè)施完善，基本實現(xiàn)了自動化監(jiān)測、控制和管理，自動化系統(tǒng)一般包括：注采井站SCADA 系統(tǒng)、集注站DCS/ESD 系統(tǒng)、集配站PLC/ESD、注采井無人值守RTU系統(tǒng)、火氣系統(tǒng)、壓縮機PLC系統(tǒng)、周界防范系統(tǒng)”。 儲氣庫工控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見下圖。（地下天然氣儲氣庫信息化建設(shè)現(xiàn)狀與探討，葉康林） 圖：儲氣庫工控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 以下信息來自葉康林專家，我們共同學習： 先把幾個概念科普一下 SCADA：Supervisory Control And Data Acquisition，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng) DCS：集散控制系統(tǒng)簡稱DCS，也可直譯為“分散控制系統(tǒng)”或“分布式計算機控制系統(tǒng)” ESD：Emergency Shutdown Device緊急停車系統(tǒng)，ESD按照安全獨立原則要求,獨立于DCS集散控制系統(tǒng),其安全級別高于DCS。 PLC：Programmable Logic Controller，PLC可編程邏輯控制器是種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)。 RTU：遠程終端單元( Remote Terminal Unit，RTU)，一種針對通信距離較長和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣而設(shè)計的具有模塊化結(jié)構(gòu)的、特殊的計算機測控單元。 1. 注采井站SCADA 系統(tǒng)： SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）負責注采井、集配站、分輸站流程工藝數(shù)據(jù)監(jiān)視、控制、調(diào)度、管理任務(wù), 并實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)發(fā)布。同時配置OPC 數(shù)據(jù)服務(wù)器和Oracle 數(shù)據(jù)服務(wù)器，將數(shù)據(jù)提供給公司進行數(shù)據(jù)分析。 2. 集注站DCS/ESD 系統(tǒng)： 負責集注站內(nèi)數(shù)據(jù)采集、自動控制以及安全聯(lián)鎖保護功能，同時集注站ESD 系統(tǒng)聯(lián)鎖控制集配站ESD 系統(tǒng)和井口RTU 系統(tǒng)。DCS 系統(tǒng)采集站內(nèi)管道溫度、壓力、流量等參數(shù)，檢測各罐液位、高低報警狀態(tài)等參數(shù)，控制各分離器、脫水器、閥門的自動工業(yè)流程，實現(xiàn)站內(nèi)設(shè)備的集中監(jiān)控和調(diào)度管理。 ESD 系統(tǒng)負責集注站內(nèi)安全生產(chǎn)運行，在站內(nèi)發(fā)生突發(fā)事故時，進行安全生產(chǎn)的自動聯(lián)鎖保護，使站內(nèi)人員和設(shè)備能夠得到最大的保護，減少損失，并且同時聯(lián)鎖集配站和井口ESD 保護程序，能夠限制事故蔓延。 3. 集配站PLC/ESD 系統(tǒng)： 負責對集配站的數(shù)據(jù)采集、自動控制，并通過SCADA 系統(tǒng)進行遠程集中監(jiān)控。PLC 系統(tǒng)采集集配站壓力、溫度、液位、流量等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)閥門等設(shè)備的自動控制。ESD 系統(tǒng)采集集配站重要位置壓力，通過壓力聯(lián)鎖站內(nèi)和關(guān)聯(lián)井口閥門，實現(xiàn)安全生產(chǎn)，保護站內(nèi)人員和設(shè)備財產(chǎn)安全，并將報警數(shù)據(jù)上傳。 4. 注采井無人值守RTU 系統(tǒng)： 實現(xiàn)對注采井井口工藝數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制，通過SCADA 系統(tǒng)進行遠程集中監(jiān)控。RTU系統(tǒng)采集井口溫度、壓力等數(shù)據(jù)，并控制井口閥門，實現(xiàn)井口設(shè)備自動控制。 5. 火氣系統(tǒng)： 主要負責集注站可燃氣體、有毒氣體探測，消防系統(tǒng)控制管理。 6. 壓縮機PLC 系統(tǒng)： 主要負責集注站壓縮機數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視和控制管理。 7. 周界防范系統(tǒng)： 包括整個儲氣庫視頻監(jiān)控、微波報警、大屏系統(tǒng)，主要用于儲氣庫生產(chǎn)和安保維穩(wěn)視頻監(jiān)控、周界預警防范。 三、儲氣庫信息化建設(shè)現(xiàn)狀，及存在問題 葉康林等，指出（《地下天然氣儲氣庫信息化建設(shè)現(xiàn)狀與探討》，葉康林等，2019）：中國的多數(shù)儲氣庫由于起步晚，因此儲氣庫自動化系統(tǒng)建設(shè)標準高、覆蓋面廣，設(shè)備設(shè)施先進，基礎(chǔ)設(shè)施良好，所以井站采用光纜傳輸通訊，實現(xiàn)了視頻監(jiān)控和周界防范，基本實現(xiàn)了數(shù)字儲氣庫，達到了國內(nèi)先進水平。儲氣庫生產(chǎn)管理全部采用自控系統(tǒng)管理、控制，自動化程度的提高在一定程度上節(jié)約了勞動力，提高生產(chǎn)效率和管理水平。 但仍在實踐應用的過程中存在著一些不足，例如： 1、儲氣自動化系統(tǒng)，服務(wù)器、控制站、工程師站、操作員站，操作系統(tǒng)、工控平臺分屬不同廠商和型號，參差不齊，各系統(tǒng)互通性不高，軟硬件維護維修難度大，需進行平臺統(tǒng)一整合。 2、缺乏自有生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)管理、發(fā)布和智能應用分析系統(tǒng)，大部分數(shù)據(jù)和報表還需人工錄入計算，后期數(shù)據(jù)利用率不高，分析應用程度偏低，離數(shù)字化、智能化差距很大。 這篇發(fā)表于2019年的論文指出了儲氣庫在信息化建設(shè)上的不足，這基本印證了我之前的懷疑，即：國內(nèi)儲氣庫缺乏統(tǒng)一的多源異構(gòu)的數(shù)據(jù)管理，也缺乏系統(tǒng)的數(shù)據(jù)治理，數(shù)據(jù)的總體利用情況更是非常低，數(shù)字化和智能化發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p> 基于以上存在問題，葉康林等提出的儲氣庫信息化建設(shè)內(nèi)容包括三個階段，這是逐漸遞進的三個階段，如： 遠程異地監(jiān)控 》》》 數(shù)字化儲氣庫 》》》 智能化儲氣庫 （一） 遠程異地自動監(jiān)控。 設(shè)立自動化信息專網(wǎng)，將現(xiàn)場井站監(jiān)控、調(diào)度、數(shù)據(jù)管理遷移至異地，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)條件，設(shè)立遠程中心控制室，實現(xiàn)對現(xiàn)場站庫遠程異地監(jiān)控管理、調(diào)度，減少現(xiàn)場場站工作人員，提升遠程管理水平。 圖：儲氣庫三級網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)圖 （二）實現(xiàn)數(shù)字儲氣庫。 在目前儲氣庫自動化程度高、設(shè)備設(shè)施先進、覆蓋面全的良好基礎(chǔ)上，加強信息、自動化基礎(chǔ)應用和完善，全面實現(xiàn)數(shù)字儲氣庫。 1. 實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)桌面化。 儲氣庫井站在基本實現(xiàn)了生產(chǎn)關(guān)鍵參數(shù)自動采集、關(guān)鍵過程自動連鎖控制、生產(chǎn)現(xiàn)場實時視頻監(jiān)控的基礎(chǔ)上，需要開展實時、歷史數(shù)據(jù)收集、整理、建庫對數(shù)據(jù)進行有效存儲、開發(fā)、分析和利用。因此。建立自動化實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫，按照物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)要求規(guī)范數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)秒級存儲、歷史數(shù)據(jù)永久保存，使數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲、管理達到常態(tài)化。 2. 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理桌面化。 規(guī)劃核心辦公信息網(wǎng)絡(luò)，建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、預警和管理系統(tǒng)，規(guī)劃區(qū)域Vlan，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、辦公計算機、工控設(shè)備、視頻設(shè)備、視頻會議終端等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自動IP+MAC 管理，實時網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，為網(wǎng)上辦公、視頻傳輸提供了高速、穩(wěn)定、安全、可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。完善作業(yè)區(qū)工控冗余內(nèi)網(wǎng)，架設(shè)雙向網(wǎng)閘，實現(xiàn)工控網(wǎng)與辦公信息網(wǎng)安全、高效數(shù)據(jù)傳輸，消除數(shù)據(jù)鴻溝和信息孤島，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)快速傳輸、共享和應用。 3. 實現(xiàn)業(yè)務(wù)工作桌面化。 根據(jù)儲氣庫生產(chǎn)、管理需求，定義業(yè)務(wù)信息化流程，開發(fā)業(yè)務(wù)信息應用系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)業(yè)務(wù)、管理業(yè)務(wù)、決策業(yè)務(wù)等的信息化、桌面化。 4. 實現(xiàn)數(shù)字油田桌面化。 以儲氣庫實體為對象，以地理空間坐標為依據(jù)，通過實時、歷史大數(shù)據(jù)存儲和異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合，用多媒體和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建立以儲氣庫工藝流程、生產(chǎn)運行、地理信息、科研管理、決策指揮為基礎(chǔ)的數(shù)字儲氣庫，實現(xiàn)儲氣庫地上地下的多維空間展示，實現(xiàn)儲氣庫的空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和可視化。達到數(shù)據(jù)共享化、科研工作協(xié)同化、生產(chǎn)運行監(jiān)控自動化、生產(chǎn)指揮可視化和分析決策智能化，全面實現(xiàn)儲氣庫數(shù)字化管理。 （三） 開展智能儲氣庫實踐。 智能儲氣庫是數(shù)字儲氣庫的高級階段，是在充分完成數(shù)字化的基礎(chǔ)上，建立各類管理和決策分析模型，輔助儲氣庫生產(chǎn)的智能分析和決策。 1. 智能儲氣庫工作特點。 智能儲氣庫建設(shè)的工作重點是對儲氣庫大數(shù)據(jù)挖掘、知識管理、過程控制和人工智能，特點是“全面感知、自動操控、預測趨勢、優(yōu)化決策”。具備以下幾點功能： 1）通過全面采集地下、地面生產(chǎn)數(shù)據(jù)，直觀展示儲氣庫注采生產(chǎn)全過程。 2）建立儲氣庫注采、天然氣處理各種工況知識庫和系統(tǒng)單元模型，通過實時、歷史、預警大數(shù)據(jù)分析，逐步實現(xiàn)參數(shù)自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)生產(chǎn)全過程智能控制。 3）預測儲氣庫氣藏、工藝、設(shè)備趨勢變化，實時生產(chǎn)異常預警，必要時自動切換工作流程，避免嚴重事故發(fā)生。 4） 挖掘儲氣庫注采、天然氣處理各系統(tǒng)關(guān)系，優(yōu)化生產(chǎn)過程，降低運行成本，為科學決策提供全面支持。 2. 智能儲氣庫框架結(jié)構(gòu)。 根據(jù)儲氣庫特點及生產(chǎn)管理要求，智能儲氣庫總體上以“自動化設(shè)施為基礎(chǔ)、以網(wǎng)絡(luò)為紐帶、以智能系統(tǒng)為核心”，四個層次實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲處理、集中調(diào)控、決策分析的綜合應用。 1）數(shù)據(jù)采集：實現(xiàn)全面采集地下、地面、工藝、設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)，遠程操控，視頻傳輸。 2）存儲處理：對實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析、處理，建立氣藏地質(zhì)、地面工程、GIS 空間等數(shù)據(jù)模型。 3）集中調(diào)控：實現(xiàn)生產(chǎn)指揮系統(tǒng)、自動化調(diào)控系統(tǒng)、數(shù)字儲氣庫系統(tǒng)等實現(xiàn)儲氣庫智能化調(diào)控管理。 4）決策分析：實現(xiàn)生產(chǎn)管理、生產(chǎn)指揮、氣藏研究、注采工藝研究、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)管理、經(jīng)營管理、管理決策、視頻會議等。 3. 以后發(fā)展的重點方向 基礎(chǔ)設(shè)施方面：全面建設(shè)和完善信息基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)采集設(shè)備以實現(xiàn)生產(chǎn)工況的“全面感知”。 自動控制方面：深入研究儲氣庫生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的特點和規(guī)律，充分應用采集實時、歷史、預警數(shù)據(jù)，進行大數(shù)據(jù)分析，建立生產(chǎn)（故障）模型，實現(xiàn)生產(chǎn)全過程的自動控制。 系統(tǒng)建設(shè)應用方面：深化數(shù)字儲氣庫應用，按照物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)要求，研究開發(fā)相關(guān)智能儲氣庫子系統(tǒng)：智能氣藏管理系統(tǒng)、智能注采井管理系統(tǒng)、智能產(chǎn)量管理系統(tǒng)、智能生產(chǎn)運行指揮系統(tǒng)、智能應急管理系統(tǒng)、集輸管網(wǎng)智能調(diào)峰系統(tǒng)、專家輔助系統(tǒng)等。 O了，全懂了！ 葉先生的智能儲氣庫結(jié)構(gòu)見下面圖，給他點個贊！ 圖3 智能儲氣庫結(jié)構(gòu)圖（葉康林，等，2019） 四、儲氣庫的數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)管理功能 建立完善的儲氣庫數(shù)據(jù)庫，是完善儲氣庫管理并提升儲氣庫安全管理的重要方向。 在此之前，張剛雄等（這篇論文個人感覺寫的不好，系統(tǒng)性和深度不夠，就不推薦了）提出了地下儲氣庫信息數(shù)據(jù)管理平臺的雛形,設(shè)計了包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析等7 個模塊。 王英杰等利用SQLServer數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)建了巖鹽氣藏的數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)，王虹宇等人在《基于MySQL數(shù)據(jù)庫的儲氣庫數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)》中提出：“儲氣庫自施工建設(shè)以來,產(chǎn)生了大量文字研究報告、設(shè)計圖紙、環(huán)境圖片;在注采氣運行之后,產(chǎn)生大量檢測報告、運行日報、監(jiān)測數(shù)據(jù)等表格文件、圖片數(shù)據(jù)等。大量數(shù)據(jù)離散、不好儲存、傳輸不方便,在資料共享時容易產(chǎn)生泄露機密、數(shù)據(jù)傳輸量過大等一系列問題,數(shù)據(jù)庫建設(shè)就能很好地解決這些問題?！?/p> 下面的內(nèi)容，是引用自 王虹宇的論文《基于MySQL數(shù)據(jù)庫的儲氣庫數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)》。 儲氣庫數(shù)據(jù)資料收集是根據(jù)儲氣庫運行周期進行收集的,即設(shè)計階段、施工階段、運行管理階段、報廢階段四個階段,主要包括地面工程及地下工程設(shè)計資料、施工資料、運行管理資料、重要設(shè)備資料,而且包括相關(guān)的科研成果和評價報告等。 王虹宇通過對文96儲氣庫多源數(shù)據(jù)進行調(diào)研,根據(jù)其來源(注采井、集注站)、格式(圖片、Word、PDF、Excel)及數(shù)據(jù)類型(靜態(tài)、動態(tài))等的不同進行區(qū)分,建立了數(shù)據(jù)清單。數(shù)據(jù)清單可以對儲氣庫現(xiàn)存的多種數(shù)據(jù)格式進行統(tǒng)一,使其變成標準的存儲格式,方便后期數(shù)據(jù)的集成與可視化。 （一）儲氣庫一般都有哪些資料 1、設(shè)計資料 (1)可行性研究報告、設(shè)計說明書、選址勘探報告、設(shè)計方案、設(shè)計規(guī)范及標準; (2)各設(shè)備規(guī)格、型號、材質(zhì)、制造廠家名稱; (3)儲氣庫設(shè)計圖,含站場平面布置圖、工藝流程圖和總圖; (4)輸氣干線設(shè)計、安全設(shè)施設(shè)計、環(huán)境保護設(shè)計及工藝計算設(shè)計。 2、施工資料 (1)施工單位的資質(zhì)等級,施工監(jiān)理、施工驗收和檢驗報告; (2)儲氣庫整體施工圖和竣工圖; (3)儲氣庫注采井鉆井井史。 3、運行管理資料 (1)儲氣庫生產(chǎn)日報,含每日注氣量、采氣量、井口溫度及井口壓力等重要信息; (2)儲氣庫運行總結(jié)年報,含年度總結(jié)、運行動態(tài)分析及下一年工作安排; (3)注采站埋地管道壁厚測量數(shù)據(jù),陰極保護電位測試數(shù)據(jù); (4)壓縮機組緊急停機報告說明; (5)壓力容器定期檢驗報告。 4、設(shè)備資料 (1)壓縮機運行參數(shù); (2)注采站脫水系統(tǒng)設(shè)備參數(shù); (3)注采站脫烴系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)。 5、科研成果和評價報告 (1)儲氣庫有關(guān)的科研成果報告,檢測結(jié)果報告等; (2)已完成的設(shè)備風險評價結(jié)果報告; (3)與站場有關(guān)的評價報告(安全預評價報告、環(huán)評報告)等。 （二）儲氣庫的數(shù)據(jù)清單 類型 來源 格式 時間 鉆井井史 注采井PDF文件建設(shè)期 脫烴系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)集注站W(wǎng)ord文件建設(shè)期 脫水系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)集注站W(wǎng)ord文件建設(shè)期 壓縮機參數(shù)集注站W(wǎng)ord文件建設(shè)期 陰極保護數(shù)據(jù)工藝管線Excel表格運行期 壁厚測試數(shù)據(jù)工藝管線Excel表格運行期 生產(chǎn)過程監(jiān)控數(shù)據(jù)壓縮機圖片運行期 檢修記錄管線、注采井Word文件運行期 （三）數(shù)據(jù)庫管理功能設(shè)計 1、地下設(shè)施管理: 包括現(xiàn)有儲1井、儲2井等鉆井設(shè)備以及生產(chǎn)管柱參數(shù)靜態(tài)信息的查詢、修改、添加、刪除等功能。數(shù)據(jù)包括型號、載荷、數(shù)量等。 2、集注站管理: 包括注采站脫烴系統(tǒng)設(shè)備、脫水系統(tǒng)設(shè)備、壓縮機、埋地管線設(shè)計壓力等靜態(tài)數(shù)據(jù)的查詢、修改、增加、刪除等功能。數(shù)據(jù)包括設(shè)備類型、型號、數(shù)量、外形尺寸、操作溫度、操作壓力等基本參數(shù)。 3、管柱校核管理: 包括生產(chǎn)管柱參數(shù)、管柱校核計算、校核結(jié)果等數(shù)據(jù)的查詢功能。 4、動態(tài)數(shù)據(jù)管理: 包括注采日報表、陰極保護、壁厚測試等數(shù)據(jù)的查詢、修改、增加、刪除功能。數(shù)據(jù)主要包括時間、樁號、保護電位、斷開電位、井口回壓、井口溫度、注氣量、采氣量等。 五、地下儲氣庫的可視化平臺 姜煒等（地下儲氣庫數(shù)字化探討，姜煒2020）提出，儲氣庫是以信息設(shè)施為基礎(chǔ)，以多尺度、多種類的數(shù)字化信息為支撐，充分利用計算機、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫以及三維建模等數(shù)字技術(shù)，為儲氣庫的建設(shè)及運行管理提供了輔助決策支持。 其具體思路是：“儲氣庫系統(tǒng)數(shù)字化系統(tǒng)應由數(shù)據(jù)庫層、平臺層、基礎(chǔ)服務(wù)層、綜合展現(xiàn)層組成。”，其中，“數(shù)據(jù)庫層集成系統(tǒng)中涉及到的相關(guān)數(shù)據(jù)庫層應包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、設(shè)備設(shè)施基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、應急資源、人文資源數(shù)據(jù)庫、應急相關(guān)文件數(shù)據(jù)庫以及其他生產(chǎn)監(jiān)控相關(guān)的動態(tài)數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的統(tǒng)一整合。平臺層應使用成熟的GIS 平臺產(chǎn)品作為整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺，保證系統(tǒng)運行在一個穩(wěn)定可靠的GIS 平臺上。” （一）儲氣庫數(shù)字化軟件平臺 在具體實施上，該論文提出了明確的建設(shè)方法?！皟鈳煜到y(tǒng)平臺建設(shè)應整合廠區(qū)相關(guān)的地理信息資源、設(shè)備設(shè)施資源、應急資源、隱患等，實現(xiàn)儲氣庫整個廠區(qū)的日常安全管理、生產(chǎn)流模擬、應急模擬演練等功能業(yè)務(wù)?！?/p> 圖：儲氣庫系統(tǒng)數(shù)字化系統(tǒng)功能構(gòu)架（姜煒等，2020） 1、全三維場景基礎(chǔ)平臺 在三維系統(tǒng)中，應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將三維地面高程數(shù)據(jù)、正射影像和場站三維立體模型融合在一起，再現(xiàn)儲氣庫場景全貌，用戶在顯示屏上可以很直觀地看到生動逼真的三維儲氣庫場站模型，在系統(tǒng)中可以實現(xiàn)三維地圖的平移、縮放、俯仰、旋轉(zhuǎn)、量測等基本操作。系統(tǒng)應能提供靈活的、交互式的瀏覽漫游功能。在三維場景中可以對三維場景的操作模式進行控制，應包括三維選擇、三維漫游、三維旋轉(zhuǎn)、三維縮放等功能。場景操作包括以下基本操作功能：a）場景縮放；b）場景平移；c）場景旋轉(zhuǎn)；d）場景操作人稱切換。系統(tǒng)應提供一套完整的鍵盤操作快捷鍵，宜設(shè)置用戶自定義鍵盤操作快捷鍵，滿足鍵盤快速操作的需要。系統(tǒng)可采用地上地下一體化模式建設(shè)，地下設(shè)施與地面設(shè)施建設(shè)在同一個場景中，通過地表透明、挖空等方法展現(xiàn)出地下設(shè)備情況，全局把握儲氣庫廠內(nèi)資源。 2、站庫資源綜合管理 站庫資源綜合管理模塊是將生產(chǎn)設(shè)施及應急資料中的人力、物力、財力、信息、技術(shù)資源按應急資源需求的空間、時間分布進行管理以按時按量滿足應急處置與救援對應急資源的需求。主要包括對生產(chǎn)設(shè)備、管道管線、重大危險源以及應急資源的統(tǒng)一綜合管理。系統(tǒng)應提供在三維場景中查詢設(shè)備設(shè)施的地理位置、基本屬性等信息，生產(chǎn)設(shè)備應與日常運維信息進行關(guān)聯(lián)，可以實現(xiàn)三維和數(shù)據(jù)間交互式查詢定位，展示數(shù)據(jù)應包括設(shè)備設(shè)計資料、運維資料、檢維修信息、文檔資料、圖片等多種素材。系統(tǒng)建設(shè)過程中可以建設(shè)命周期數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對設(shè)備設(shè)施的全生命周期資源管理，同時宜實現(xiàn)掛接資產(chǎn)庫功能，實現(xiàn)對設(shè)備更新的跟蹤監(jiān)控。 3、場站應急預案 儲氣庫系統(tǒng)數(shù)字化系統(tǒng)應將急預案文檔結(jié)構(gòu)化，提取關(guān)鍵詞，將文檔進行多重分類管理，實現(xiàn)可按角色、按災害、按單位調(diào)用，并實現(xiàn)可通過復合關(guān)鍵字進行查找和調(diào)取?；谡鎸嵉膱鼍?、真實的周邊情況和真實的數(shù)據(jù)，通過設(shè)定災情，策劃救援及搶修的行動方案，將文本預案制作成可視化預案，進行展示、存儲。在應急演練時，能夠快速匹配預案，輔助應急指揮員下達應急指令，快速、有效地應對突發(fā)事件。在平時則可以作為預案培訓教材，也可針對預案進行桌面推演。 4、工藝流程展示 儲氣庫系統(tǒng)數(shù)字化系統(tǒng)應通過三維數(shù)字化手段將工藝流程進行可視化直觀展示。在三維工藝流程展示中，可以選擇儲氣庫中想要觀看的流程，選擇之后系統(tǒng)會自動從流程的開始進行展示，鏡頭隨工藝進展切換展示，在關(guān)鍵操作處會進行流程操作提示并將對應設(shè)備進行高亮顯示。 （二）儲氣庫空間三維數(shù)據(jù)構(gòu)架 儲氣庫系統(tǒng)數(shù)字化系統(tǒng)數(shù)據(jù)應包含基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)和應急資源數(shù)據(jù)。 在數(shù)據(jù)建庫原則方面，姜煒提出的幾點我很認同，大致總結(jié)一下就是：數(shù)據(jù)的建庫與更新需要有機結(jié)合；數(shù)據(jù)庫的建立與數(shù)據(jù)收集整理是同時進行；采用最先進的GIS 引擎建立空間數(shù)據(jù)庫，存儲應急管理應用所需的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和三維模型；采用最先進的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲應急管理所需業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)平臺所需的三維數(shù)據(jù)方面，包含：儲氣庫站場內(nèi)裝置設(shè)施模型數(shù)據(jù)、辦公及廠房模型數(shù)據(jù)、庫內(nèi)應急資源模型數(shù)據(jù)、儲氣庫周邊重要建筑單位三維模型數(shù)據(jù)、站場周邊應急資源（以消防單位為主）三維模型數(shù)據(jù)、站場周邊重要區(qū)域（小區(qū)、學校、醫(yī)院等）三維模型數(shù)據(jù)。模型建立，各設(shè)備設(shè)施可獨立操作選擇，模型分區(qū)建立完成后統(tǒng)一進行渲染，然后轉(zhuǎn)換為應急三維平臺中可以使用的場景格式文件，以便掛接設(shè)備設(shè)施業(yè)務(wù)屬性，同時對于閥門、開關(guān)類的模型在建模時需要做好閥門和開關(guān)的開啟、關(guān)閉狀態(tài)，以便預案編輯時編輯預案腳本。 六、總結(jié) 一個儲氣庫，居然已經(jīng)折騰兩個晚上了，好在今天終于整理完。當然，主要是摘錄，也給出了一個儲氣庫數(shù)字化應用平臺的建設(shè)框架。 思路漸漸清晰，后面，就開始做技術(shù)方案設(shè)計了。 |
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