石油天然气管道可视化巡检管理系统
技术方案
2019年
前言
1.1项目背景
石油天然气体管道的稳定运行关系着人民生活和生产活动乃至国家和社会的稳定。

输油气管道系统的每一次故障都有可能给社会造成无法估量的损失。

所以，保证管道系统安全运行是石油天然气输送管理部门的首要任务之一。

巡检是有效保证输油气管道系统安全的一项基础工作。

巡检的目的是掌握线路运行状况及周围环境的变化，发现设施缺陷和危及管道安全的隐患，保证线路的安全和系统稳定。

传统巡检的薄弱点
所以说传统巡检系统存在诸多隐患。

2.1巡检系统技术综述
✧GPS（全球卫星定位系统）
GPS真正的实现了全球、全天候、连续、实时、以空中卫星为基础的高精度无线电导航系统。

在全球的任何位置以及近地空间能够给出相对准确的三维位置、速度和精确的时间信息，而且不受天气的影响。

GPS由地面控制站（1个主控制站，3个注入站，5个监测站）、空间设备（21颗工作卫星，3颗备用卫星）、GPS用户接收机和地面通信网组成。

除军用外，GPS系统广泛用于大地测量、地质勘探和车辆导航等方面，近年来随着GPS模块的成本不断下降和地面通信系统的不断发展，应用于监控调度管理的GPS系统正如火如荼的向前发展。

✧GIS（地理信息系统）
GIS地理信息系统是由计算机系统、地理数据和用户组成，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、城市规划以及政府部门行政管理、巡查监管提供新的知识，为工程设计规划、管理决策提供服务。

它多功能、深层的可视化地理分析功能可以帮助用户在数据之间建立关联，在同一环境下显示，并迅速揭示数据之间的关系，从而辅助快速有效的决策，提高生产管理的效率。

✧GPRS（通用分组无线业务）
GPRS（General Packet Radio Service）即通用无线分组业务，是一种新型的分组数据传输业务。

它在现有的GSM网络的基础上增加一些硬件设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑实体，并以分组交换技术为基础，采用IP数据网络协议，使现有GSM网的数据业务突破了最高速率为9.6kbit/s的限制，最高数据速率可达170kbit/s，目前可以支持40Kbps 左右的传输速度。

是目前解决移动通信信息服务的一种较完美的业务，它是以数据流量计费、覆盖范围广泛、数据传输速度更快。

GPRS的推出，为行业和企业用户开展无线办公提供了基础设施平台，为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。

与有线网络相比，GPRS网络具有租用费用低、移动办公，不受地域制约等优点。

巡检系统的发展历史
目录
前言 (2)
1.1项目背景 (2)
2.1巡检系统技术综述 (3)
目录 (5)
第一章方案设计指导 (6)
1.总体工作范围 (6)
2.设计指导思想 (6)
3.关键技术路线 (7)
3.1基于已有技术的快速开发实施 (7)
3.2移动终端 (7)
3.3基础技术平台 (8)
3.4通信方案 (8)
第二章巡检管理系统介绍 (9)
1.总体结构 (9)
2.巡检监控软件主要功能描述 (10)
2.1电子地图显示和操作 (10)
2.2巡线员的实时监控 (10)
2.3报警管理 (11)
2.4事件报告和管理 (13)
2.5历史轨迹回放 (13)
2.6轨迹合格性处理 (14)
2.7人员考评 (14)
2.8查询统计与多种分析图表 (15)
2.8.1事件统计 (15)
2.8.2人员统计 (17)
2.8.3线路统计 (18)
2.9资源管理 (19)
2.10巡线计划和任务安排 (20)
第三章巡检终端 (21)
1.巡检管理系统对终端的要求 (21)
2.巡线员专用GPS巡检器 (22)
3.专用GPS巡检器有以下特点 (22)
4.专用GPS巡检器功能描述 (22)
4.1监控定位 (22)
4.2通迅功能 (22)
4.3超速报警 (22)
4.4事件填报 (23)
4.5业务操作 (23)
4.6盲点补传 (23)
4.7参数配置 (23)
第一章方案设计指导
1.总体工作范围
GPS在线巡检管理系统的目的是针对所辖长距离输油气管道的日常巡检管理工作的实际需要，提供一套行之有效的技术手段和管理方法，确保巡检计划得到切实执行，在全线、全时范围内确认输油气管道的安全工作状态，及时发现和处理各类安全事件或隐患；同时，动态地收集和管理相应的数据，在电子地图上进行可视化的展示和监控，支持巡检数据在企业应用中的共享和集成，支持相关业绩考核，提高部门协调能力、工作效率和管理水平。

本项目的主要工作内容包括：
➢建立GPS在线巡检管理系统
➢巡检管理系统软件部分
➢基础地理信息数据供应
➢连同线路基本数据一起建库
➢系统服务平台
➢巡检终端
➢提供GPS在线巡检管理系统的使用培训
➢及时响应系统相关的维护服务和升级要求
2.设计指导思想
对于GPS在线巡检系统而言，其目的主要是确保巡检计划得到严格执行，或者说四指定、四执行：指定的人员、沿指定的路线、在指定的时间、到达指定的位置，确认线路的安全状态、及时发现、及时汇报、及时处理存在的安全事件或隐患。

为了确保巡检计划得到有效执行和监督，人们想过很多办法，作为一种技术方法，巡检系统也已经过了几代产品的演进，目前技术上较为成熟的GPS在线巡检管理系统就能很好地实现动态监控巡检员位置和工作状态的效果，因而是最为有效的手段。

同时，综合考虑方案的监控效果和经济实用性，还有几点值得注意的地方：
●越界报警。

系统具有特殊的越界算法，有效地监控巡线员不按规定路线巡检，对
绕行进行提示。

●超速报警。

有效地避免在需要巡线员步巡的情况下，以车代步的情况。

●考虑到巡线员的素质良莠不齐，终端应该尽量操作简单，方便好用。

●采用GPRS按流量计费的特点，从长远看，比GSM短信方式要节约相当多的通讯费
用。

两种通讯方式的比较表见下图：
3.关键技术路线
3.1基于已有技术的快速开发实施
公司已经在浙江省天然气开发有限公司、广东大鹏液化天然气有限公司、中海福建天然气有限责任公司等成功地实施了管道巡检系统，除了拥有巡检数据采集、统计分析、巡检终端等方面的技术积累之外，还研发了一套M/S（Mobile/Server）与B/S（Browser/Server）体系相结合的GPS在线巡检管理系统AP-Patrol，功能上满足了长输线路的应用需求；针对本项目的要求，我们将在项目启动后一个月内完成功能的改造开发，第二个月完成培训和试运行，同时进行完善和扩展。

3.2移动终端
巡检移动终端可分为两类：分别为工程师和巡线员配备不同标准和适用性的终端。

●工程师：带有GPS和GPRS功能的PDA。

可手写录入，采集相关技术指标信息，以
及其他PDA功能。

●巡线员：专用GPS巡检器。

操作简单方便，专业用于巡检，详见第三章的描述。

3.3基础技术平台
一般企业应用都采用微软的技术体系，这样能最大程度地利用成熟技术，降低学习和维护成本。

本项目采用Windows 2003操作系统、SQL Server数据库、Windows 2003自带的网络应用服务IIS、以及Visual 作为基础运行和开发平台。

防火墙、路由器等网络设备利用业主现有资源，不在本项目中单独配置。

3.4通信方案
在巡检终端和监控服务器之间采用GPRS（采取CMNET接入点，可直接访问internet）建立无线网络连接。

巡检终端采用专用GPS智能巡检器，监控端架设并开放Web服务器，通过通讯模块管理双向数据交换。

系统采用GPRS建立智能终端与服务器之间的连接，可以利用GPRS一直在线、按流量计费的特点。