智慧管廊大数据信息化技术解决最佳方案

智慧管廊数字管廊大数据信息化技术解决方案PAGE2PAGE智慧管廊数字管廊大数据信息化技术解决方案目录TOC\o"1-6"\h\z\u1. 概述 11.1. 定义 11.2. 要解决的问题 31.3. 建设目标 31.4. 数字管廊建设原则与实施策略 51.4.1. 总体规划，分步实施 51.4.2. 标准化与规范化 61.4.3. 充分利用现有资源 61.5. 数字管廊的应用 61.6. 遵循的标准和依据 82. 数字管廊的总体框架 12.1. 总体技术要求 12.2. 核心技术 22.3. 数字管廊总体架构 43. 功能需求与应用系统建设 83.1. 概述 83.2. 功能需求分析 83.2.1. 管道GIS需求 8. 基本功能 8. 线性参考系 9. 设施浏览及多种视图展示 11. 快速导航和查询 13. 制图输出 143.2.2. 可视化施工管理功能需求 153.2.3. 施工数据采集功能需求 16. 门户网站 16. 离线数据填报 17. 在线数据填报 17. 审核 17. 流程控制 173.2.4. 巡检与线路管理功能需求 17. 数据录入方面 18. 数据查询浏览方面 18. 报表与制图输出 19. 数据更新及事件关闭 19. 权限控制方面 19. 其它功能 203.2.5. 完整性管理系统 203.3. 应用系统建设 213.3.1. 概述 213.3.2. 管道GIS系统 21. 体系结构与软件平台 21. 系统功能结构 223.3.3. 可视化施工管理系统 25. 系统功能结构 25. 系统技术路线 253.3.4. 施工数据采集系统 263.3.5. 巡检与线路管理系统 27. 总体工作范围 27. 设计思路 28. 主要功能 293.3.6. 企业资产管理系统 29. 建设目的 29. 建设内容 303.3.7. 三维应急指挥系统 313.3.8. 腐蚀监测管理系统 34. 建设目的 34. 建设内容 343.3.9. 管道完整性管理子系统 35. 完整性管理系统总体结构 36. 完整性管理系统的功能 374. 数据需求与建设标准 394.1. 数据范围要求 394.1.1. 基础地理数据 394.1.2. 勘察设计数据 394.1.3. 工程建设基本信息 404.1.4. 设备设施类 404.1.5. 管道运行类 404.1.6. 检测类 414.1.7. 阴极保护类 414.1.8. 管道侵害类 414.1.9. 事故维抢修类 414.1.10. 支持类 414.2. 数据标准要求 414.3. 数据库平台选择规定 424.4. 数据模型要求 434.5. 数据字典要求 435. 数据采集与质量控制建库方案 445.1. 需求分析和建设目标 445.2. 数据采集范围 465.2.1. 基础空间数据 465.2.2. 勘察设计数据 465.2.3. 施工过程数据采集 47. 施工数据采集流程 475.3. 总体结构 485.4. 系统功能 505.4.1. 系统管理与配置 505.4.2. 数据填报和流转 525.4.3. 进度管理与查询统计 545.4.4. 设备和物资调拨管理 575.4.5. HSE管理 575.4.6. 征地管理 575.4.7. 采办管理 585.4.8. 设计变更管理 595.4.9. 合同管理接口 595.4.10. 图片管理 595.4.11. 公文管理接口 595.4.12. 竣工资料管理子系统 595.4.13. 进度管理与查询统计 605.4.14. 可视化与施工质量检验 625.5. 数据质量控制 655.5.1. 质量控制的内容 655.5.2. 质量控制措施 665.5.3. 质量控制流程 686. 系统硬件设计规定 706.1. 系统硬件配置要求 706.2. 数字管廊调控中心硬件构成要求 716.3. 数字管廊数据中心硬件构成要求 726.4. 其它硬件设备配置要求 757. 项目实施指南与过程质量控制标准 777.1. 实施方法 777.2. 实施计划 787.3. 需要业主及各方协助和配合的工作 798. 系统的运行维护和数据更新 828.1. 概述 828.2. 系统安全和数据安全 828.2.1. 操作系统安全 838.2.2. 数据安全 838.2.3. 应用开发安全 848.3. 权限管理 848.3.1. 操作系统的权限管理 848.3.2. 数据库管理系统的权限管理 858.3.3. 应用系统的权限管理 858.3.4. 网络设备的权限管理 868.4. 数据备份 868.5. 系统维护 879. 项目实施管理方案 889.1项目组织管理 889.1.1建立项目组织管理机构 889.1.2确定项目分工角色职责 899.1.3建立项目组织相关管理制度 929.2项目管理计划 929.2.1综合管理计划 92项目计划编制 92项目计划执行 939.2.2综合变更控制 939.3范围控制计划 949.3.1范围定义及跟踪 949.3.2变更管理 949.3.3变更控制工具 949.4进度控制计划 959.4.1项目进度跟踪 959.4.2项目进度分析 969.4.3项目进度控制 969.5组织机构和人员管理计划 979.5.1人力资源规划 979.5.2项目团队建设 979.5.3项目团队管理 979.6质量保障计划 979.6.1质量保证目标 979.6.2质量保证角色与职责 979.6.3质量保证流程 999.6.4质量保证活动 1009.7沟通管理计划 1009.7.1沟通计划 1009.7.2报告形式 1019.7.3相关工具文档 1019.8配置管理计划 1019.8.1配置管理目标 1019.8.2配置管理角色与职责 1019.8.3配置管理流程 1029.8.4配置项定义 1039.8.5配置管理活动 1049.8.6配置管理工具 1089.9风险控制计划 1089.9.1风险识别 1089.9.2风险分析 1089.9.3风险控制 1099.10变革管理计划 1109.10.1变革管理方法 1109.10.2变革管理成功的关键策略 1119.11项目进度计划 1119.11.1影响项目进度的因素 1119.11.2项目进度制定的原则 1119.11.3项目实施进度计划 1119.11.4项目里程碑 1129.12安全保密计划 1139.13文档编制计划 1149.13.1项目管理类 1149.13.2软件工程类 1149.13.3项目支持类 1149.14质量保障计划 1189.14.1确定质量保证目标 1189.14.2质量保证角色与职责 1189.14.3质量保证流程 1199.14.4质量保证活动 1209.15产品交付计划 1219.15.1背景介绍 1219.15.2客户管理 1219.15.3服务人员管理 123服务人员 123服务文化 1249.15.4服务流程管理 125前期介入 125系统部署 125数据迁移 126试用 127正式上线 127项目验收 128应急处理 1289.15.5服务实体设施 1299.15.6产品详细交付计划 1309.16项目培训计划 1359.16.1培训组织管理 1359.16.2培训队伍要求 1359.16.3培训对象 1359.16.4培训内容及要求 1359.17实施风险管理 1379.17.1风险计划 1379.17.2风险监视 1389.17.3风险管理 13910. 售后服务及培训 13910.1售后服务说明 13910.1.1售后服务及响应级别 13910.1.2定期现场巡检服务 14210.1.3专人值守服务 14210.1.4本地化服务 14210.2运维服务保障措施 14310.2.1项目运维组织机构及职责 14310.2.2运维风险预防措施 14410.2.3运维突发事情应急措施 14410.3服务质量保障措施 14410.3.1完善的售后服务体系 14410.3.2运行维护制度建立 14510.3.3运维知识库系统 14510.3.4运行维护队伍建设 14510.3.5闭环式服务 14610.3.6服务监督机制 14610.3.7试运行期间的运维保障 14710.3.8免费质保期间的运维保障 14710.3.9免费质保期后的运维保障 14810.4质量保证范围 14810.5售后服务承诺书 14810.6售后服务机构网点清单、服务电话 14910.6.1售后服务人员配置 14910.6.2人员培训计划 15011. 施工组织设计方案 15111.1施工组织设计 15111.1.1综合说明，质量、服务、安全文明施工目标 151质量目标 151服务目标 152安全生产目标 152文明施工目标 152文明环境施工目标 15211.1.2主要施工方法；新技术、新材料、新工艺、新设备的应用 153从技术上保证进度 153用现代化技术设备 154建立完善的技术管理体系 154新技术、新工艺、新材料、新设备的应用和计划 15411.1.3工程投入的主要物资和施工机械设备情况、主要施工机械进场计划 15411.1.4施工设备进场计划 15411.1.5工程所用产品进场计划 15511.1.6确保工程质量的技术组织措施 15511.1.7确保安全生产的技术组织措施 155安全教育制度 155安全检查制度 155安全活动制度 156设备安全管制 156做好施工现场管理 15611.1.8确保文明施工的技术组织措施 15611.1.9施工顺序、总进度安排及总形象进度示意图 15611.2项目管理机构配备 15611.3质量及保修服务 15611.3.1保修期与保修范围 15611.3.2保修责任 15711.3.3售后培训 15711.3.4售后维护服务 15711.3.5接口对接服务 15711.4组织管理 15711.4.1项目管理方法 15711.4.2项目质量管理 159质量管理计划 159质量管理过程 15911.4.3系统测试计划 16011.4.4测试方案 161单元测试 161集成测试 162系统测试 163用户测试（试运行测试） 16411.4.5测试管理 165测试组织 165测试准备 165测试执行 166测试问题跟踪 167文档核查 167测试技术 16711.5项目风险管理 16811.5.1主要风险列表 16911.5.2风险影响分析 17011.5.3关键风险分析 17111.5.4风险控制计划 17111.5.5风险应对措施 172风险应对措施 172其他风险措施 17411.5.6项目沟通管理 17411.5.7项目决策制度 17411.5.8问题与争议管理办法 17511.6上线后支持期 175概述定义“数字管廊”是指以信息基础设施为基础，以多尺度、多种类的空间基础地理信息为支撑，按照“数字地球”的构想，充分利用计算机、3S技术、现代测绘、网络、虚拟现实以及数字通讯等数字技术，在LNG管道的整个生命周期内通过对管道设施、沿线环境、地质条件、经济、社会、文化等各方面的信息在三维地理坐标上的有机整合，构筑一个数字化管道，为管道可研、勘察设计、施工、运营管理、风险管理和完整性管理提供一个高效率的数据采集与处理工具，一个数字化的管理和决策支持系统。“数字管廊”系统工程的数据包括管道本体信息、管道附属设施信息、管道沿线“4D”产品（数字线划图、数字正射影像图、数字高程模型、数字栅格图）、测量控制网、勘察设计资料与竣工资料、工艺及运行数据、自动控制数据、沿线土地信息、社会经济信息、自然灾害监测信息、环境评价与管道安全评估信息等。数字管廊的范畴有四个方面：（1）、数字化勘察设计利用现有GIS系统数据，遥感影像、地图、等完成接收站、管道的线路选线。利用数字摄影测量技术、遥感和三维仿真模拟技术可制作成三维立体景观图或三维漫游图，在计算机上进行线路方案的优化。利用“4D”（数字线划图、数字栅格图、数字正射影像图、数字高程模型）产品作为设计基础资料。（2）、数字化管道设计设计人员采用数字化管道线路设计软件，将工作流程和工程项目管理方法与设计技术有机结合，使与线路设计相关的测量、地质、工艺、阴极保护、通信等专业设计、校对、审核、审定、提交、签收、回退等全过程自动流转，实现图形设计的流水线生产，彻底解决设计制图过程中产生大量冗余数据和版本错误的通病，大量的智能化辅助设计功能在提高设计速度的同时，有效降低了错误产生的机率，为后期的施工和运营管理及数据建库管理作好了数据上的准备。（3）、数字化施工针对“数字管廊”施工数据采集过程管理及施工管理系统建设，数字化施工管理建设包括勘察、设计数据处理、转换和入库，现场施工数据采集和数据录入填报，施工管理系统平台搭建，施工系统错误校验以及数据模型建立和数据入库，以及与相关工具软件包应用与维护等。（4）、数字化运营通过数字化技术手段，对运营期的数据与工作业务进行数字化，使核心业务最大限度的使用数字化技术，从而实现业务的网络化、智能化、自动化。要解决的问题数字管廊要解决的问题也就是目前接收站、管道建设与运营中遇到重大难题与难点，必须使用现代先进技术，以“数字管廊”的理念来建设日益复杂的管道系统。数字管廊管道要解决的问题如下：设计依据的资料陈旧、数据不准确，导致设计内容和现场施工脱节设计思想在施工中不能有效地得以实施设计成果在管道运行管理中不能很好的体现竣工资料不准确施工改线频繁带来的资料更新不及时管道建设与公众关系结合不够管理水平与发达国家工程管理水平有差距建设目标数字管廊系统与整个建设项目实现同步设计、同步施工、同步投运的目标，同时为数字管廊系统与自控、通信等系统的一体化设计积累经验。通过系统生产管理人员就可以快速、完整地掌握管道上任何一点的全方位的信息，实现安全、经济、高效输送目标。具体来说，数字管廊系统将实现以下建设几个目标：自动汇总生成工程进度、质量等过程控制报表，并用地理信息系统等图形化的方式展示，辅助工程建设的过程控制，实现项目投产的整体目标；通过施工现场技术数据的采集、记录和审核，提高相关参建单位的质量意识和责任心，同时，对数据的全过程进行记录，便于追溯，为实现质量终身责任制提供有力保障；通过采集的数据精确计算管道里程、高程、管存，为管道投产试运提供数据支持。使用数据采集的成果，建立管道全线的基础数据库，为管道运营过程中的趋势分析提供基础；应用数据采集的成果，针对管道沿线所面临的各种风险，协助划分管道风险等级，制定相应的维护和保护措施，降低事故和故障的发生频率及危害程度，保障管道安全运行；记录管道自身及周边环境的信息，为运营的安全管理编制详细的应急预案及维抢修方案提供数据与资料，降低突发事故为管道自身及周边环境带来的损失；为管道完整性管理的评估评价提供基础数据；为管道工程今后的大修、支线或复线建设提供详实的技术资料和数据；通过地理信息系统、管道纵段面图系统及站场数字化系统的可视化、形象化的展示手段，利用数据库内的数据，为管道生产运行及维护的员工培训提供工具，提高公司员工的整体技术水平。数字管廊建设原则与实施策略“数字管廊”的设计整体上着眼于各个管理层、研究层的需求。摆脱信息系统对组织机构的依赖性。组织机构可能有变化，但企业的业务活动和业务功能是不变的。一项业务过程可以由一个部门完成，也可以由多个部门完成，只有摆脱了对部门的依从性，才能提高信息系统的适应性。根据多年来信息系统建设的经验，参考国外同类系统，数字管廊的建设原则与实施策略如下。总体规划，分步实施“数字管廊”是一个复杂的巨大系统，其开发建设应遵循总体规划，分步实施的原则。只有总体规划才能保证“数字管廊”建设的一致性、可持续发展性、数据共享；分步实施可以保证“数字管廊”建设的质量和成功应用。标准化与规范化“数字管廊”要特别注意解决三方面的标准化与规范化问题：1）、从各个部门的业务工作建立数据模式，以利用“数字管廊”实现管道的信息管理业务，提高自动化水平；2）、根据国家和地方标准，结合本公司实况，形成统一的信息分类编码和属性信息指标体系等方面的标准，以确保数据统一和信息共享；整理制作郎丰利。3）、形成系统开发的技术规程与标准，严格遵照执行。

充分利用现有资源管道在勘察、设计阶段已经完成了很多重要工作，在数据库建设方面已经有采集了部分数据。“数字管廊”应充分利用设计成果，保护原有的投资。整理制作郎丰利。数字管廊的应用数字管廊技术应用于管道工程的整个生命周期。(1)、每个阶段的数据成果和系统相互衔接，前一阶段的数据成果一定要能被下一阶段充分利用。如图1.5-1所示。设计设计施工运营更新可研勘察图1.5-1数字管廊各阶段(2)、建立各个阶段数据库，完整保留管道建设和运营中各类数据运营数据库施工/竣工数据库运营数据库施工/竣工数据库设计数据库运营维护施工设计自然资源和社会经济数据库基础地理空间数据库可研勘察设施设施设施设施图1.5-2数字管廊各阶段的数据流（3）、数字管廊的施工管理在数字管廊设计的基础上，对管道的设备、材料、仪表等的采购管实现数字化，对今后的完整性管理提供设备、材料等基础数据。在施工阶段，应用“数字管廊”技术，将进度计划与地理数据综合，通过空间分析，实现资源的优化配置，将施工过程中的数据及时采集、整理并建立管道施工的数据库。（4）、数字管廊的运营管理应用“数字管廊”技术开发生产运营管理系统、自然灾害预警与风险管理系统，通过对地理数据、管道系统设计施工数据、运行数据、灾害监测等数据的综合分析，为管道科学管理与决策提供信息支持。编制各类生产运营报表、营销计划、事故应急措施等，为管理部门提供决策支持，从而有效地提高管道的运营管理水平、合理降低运营成本、提高管道运营的经济效益。遵循的标准和依据编号名称备注测绘与制图类GB50026-2007工程测量规范GB/T18314-2001全球定位系统（GPS）测量规范GB/T18315-2001数字地形图系列和基本要求SY/T0003-2003石油天然气工程制图标准SY/T0054—2002油气田田工程测量规范SY/T0055-2003长距离输油输气管道测量规范计算机类中华人民共和国计算机系统安全保护条例计算机防病毒管理办法GB50174-93电子计算机机房设计规范GB/T8567-1998计算机软件产品开发文件编制指南Q/CNPC21-1999石油计算机网络管理规定Q/CNPC22-1999石油计算机网络主干网互联技术规范天然气及管道设计施工类GB50251-2003《输气管道工程设计规范》SY0466-97天然气集输管道施工及验收规范SY0470-2000石油天然气管道跨越工程施工及验收规范SY4058-93埋地钢质管道外防腐层和保温层现场补口补伤施工及验收规范SY4065-93石油天然气钢质管道对接焊缝超声波探伤及质量分级SY4079-95石油天然气管道穿越工程施工及验收规范SY6149-1995天然气运行管道试压技术规范SY6174-1995油气田开发工程常用术语SY6383-1999长输天然气管道清管作业规程SY/T0009-2004石油地面工程设计文件编制规程SY/T0422-98油田集输管道施工及验收规范管道运营检测类SY4056-93石油天然气钢制管道对接焊缝射线照相及质量分级数字管廊的总体框架总体技术要求整体性着眼于整体和长远目标，“数字管廊”必须全局考虑，在严格的标准下建设，保证有统一的基础（地理基础，模型基础、软硬件环境、开发环境、数据接口…）。逐级向上建设，不同管理层次是相互支持﹑不可分割，既相对独立又密切联系，既相互促进又相互制约，对各级信息化建设要统筹考虑。实用性“数字管廊”作用的发挥依赖于多种因素。信息系统建设要针对管道业务复杂、涉及专业多、系统庞大、人员技术素质需要进一步提高等具体情况，因地制宜，讲求实效。在建设中，应提高系统稳定性，并使其简单实用、易操作、易维护。先进性计算机技术迅猛发展使原来很难实现或不能实现的目标成为可能，因此在系统建设中尽可能利用一些成熟的先进技术手段，使系统有更强生命力。运用计算机技术的最新成果，体现适应当今潮流的管理思想和管理方法。开放性“数字管廊”系统开放性有利于系统进一步扩充，完善，以及与股份公司有关信息系统和应用系统连接和集成。技术成熟性“数字管廊”建设是工程项目，不是试验室中的科研项目，在追求技术先进的同时，要保证所采用技术与设备的成熟性，不能采用尚在试验阶段的技术和设备，这样才能保证项目的成功，把风险降到最低。安全性“数字管廊”必须建立完善、可靠的系统访问权限和备份与恢复机制。采用数据加密传输机制、采用防火墙技术以保证系统安全、高效。核心技术数字管廊是一个复杂的、巨系统，包括了以下几个方面的核心技术：CAD技术：该项技术主要完成各类设计图、施工图、地图等图形的编制、输出，需要结合各类专业的图示符号来实现各类现实状态的编辑、计算、显示和绘制；大型数据库技术:该项技术主要实现各类信息有组织的存储，以便快速查询、检索和利用；地理信息系统技术:本技术是将传统的CAD、图像、数字地模等技术和数据库技术相结合，同时引入各项专业的模型，建立含有空间位置的专业设施模型；该项技术涉及到空间数据的采集、编辑、表达、应用等等；遥感技术遥感（RS）技术是从远距离、高空，以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态。数字管廊系统将遥感技术与地理信息系统相结合，进行与管道相关的遥感影像的处理、存储和再现，满足管道运行维护管理的业务需求。全球定位系统。全球定位系统（GPS）是利用工作卫星的信号，准确测定待定点的位置。数字管廊体系中采用GPS技术和设备进行管道巡检人员的跟踪管理。海量数据的存储与处理技术在管道设计、建设、运营管理过程中所产生的数据，具有数据量大、结构复杂、存储介质多样，格式多样等特点，对这些数据的存储和处理必须采用海量数据的传输、存储和处理技术。空间数据采集处理技术：包括遥感影像、全数字摄影测量、野外数字测图等等，影像是现实世界最直观的反映，通过影像获取、处理并在其他系统中进行展示，可以更直观的反映现实世界；元数据技术元数据是关于实际数据的地址、来源、内容、格式等说明的信息。它提供一种框架体系和方法来描述、表征数字化信息的基本特征，并通过一套通用的编码规则，将来源各异的数字化资源归纳到一个标准的体系中。虚拟现实技术:通过虚拟现实过程，可以将现实世界或处于设计状态中的各类对象在计算机中进行模拟构造成现实状态中的模样，以此来在计算机中更为直观的表达现实状况；网络应用技术:通过网络实现各类信息在不同设备上的传输，实现各类应用的连接。数字管廊总体架构数字管廊总体架构如图2.3-1所示。PAGE39图2.3-1总体架构“数字管廊”建设一个在统筹规划下的一体化建设系统，必须在数字管廊的总体规划下充分考虑到数字勘察、数字设计，服务于完整性数据要求的施工数据采集和一体化的运营和决策系统才能满足数字管廊生产、管理、监控、检测、计划、销售、决策的需要。而作为管道工程项目建设的特点也使得数字管廊的建设具有明显的阶段性和分步实施的特点。如上图所示为系统的总体架构，在满足于业务管理和决策要求的基础网络和硬件设施的支撑下，在信息安全和规章制度的指引下，构造从施工阶段到运营阶段的软件平台和数据库建设。系统硬件与基础网络构成了数字管廊基础设施环境，主要是完成各类信息从采集到数据传输处理和存储全过程的硬件设备的有机组合，是数字管廊系统建设的基础。系统的安全保证及规章制度建设，包括一些技术标准的建立等是建设数字管廊系统的保障。在项目建设中要首先做好组织管理、技术标准、安全规范的制定等工作，要建立完善的项目实施组织管理体系、项目质量保证体系、项目运行维护管理体系和培训计划及为数字管廊业务管理的人才培训机制。这些是本系统能否顺利建设和获得良好应用效果的关键。施工过程需要工程项目管理进行总体的投资管理、计划管理进度管理、施工管理、合同管理、费用管理、物资设备管理、质量管理、HSE管理、工程变更管理、沟通协调管理和竣工资料管理，通过工程管理信息系统以及可视化的信息门户机制，控制项目进度和费用支出的正常运行，达到进度、资源、