管道完整性数据库管理系统功能模块设计

管道完整性数据库管理系统功能模块设计管道完整性数据库管理子系统的功能模块总体划分为两部分：一部分是管道完整性数据库管理，负责对管道设计阶段、施工阶段和生产运营阶段数据进行导入、存储、检索、关联查询，对管道全生命周期的数据进行管理与维护；另一部分是管道风险信息管理，功能包括管道风险等级管理、管道风险因素管理、管道风险评价方法等。管道完整性数据库管理建立的管道基础数据库应可以导入、存储、检索、关联查询管线全生命周期的重要数据。所涉及的数据按照类型可以分为文档、图纸和表格数据，根据数据类型，对管道完整性数据库建立的过程软件进行了设计，其软件的工作流程如下图所示：管道完整性数据库管理软件工作流程软件基于工作流平台，能满足录入、审核、批准发布、查询浏览等协同工作需求。系统与文档管理系统、地理信息系统建立了接口，在完整性要求和符合总体文档编码的基础上进行数据的集中存储、统一质量规范。模块总体上采用B/S结构，用户不用安装专门的客户端，只要有网络浏览器即可，既减轻了系统部署的工作量，也降低了系统维护的费用。根据管理的内容，将管道完整性数据库管理划分为设计资料管理模块、施工数据采集管理模块、设备数据管理模块、竣工资料管理模块和运营期完整性数据管理模块。设计资料管理模块设计资料管理模块用于存储工程设计过程中产生的多种结果资料，通过将各种资料的分类管理，统一为工程建设期的项目管理及日后的运营管理服务。设计资料数据内容设计资料管理模块管理的内容包括：设计文档：包括立项论证报告、可研报告、设计任务书、设计委托合同、设计说明书、选线踏勘报告、设计方案修改文件、设计规范及标准；设计图纸：包括管线线路走向图，穿跨越点平面图、穿跨越点立面图、站场平面布置图等；设计数据：包括管线总里程、管道规格、管材钢号、管材化学成分、管材机械性能、制管厂家名称、设计输压、设计数量、管道设计埋深、腐蚀裕量、管线外防腐等级、防腐材料技术指标、阴极保护方案、阴极保护站间距离、设计保护电位、沿线土壤理化性质等。设计资料管理模块功能说明该模块的功能说明如下：首先对系统使用人员的权限进行配置，对各个角色人员的工作流程进行定制，不同角色的人员具有不同的权限，工作内容和工作流程也有所差别（该部分的详细说明详见施工数据采集管理模块）；由于设计资料的文档数据，用户（数字化实施单位）通过FTP技术，上传到文档资料库，并且填写关于设计资料的详细信息存储于中心数据库中，Excel表格数据，则根据格式要求，将其录入到本地离线数据库（如Access）的相应表格中，然后在上传到通过FTP将离线数据库上传到服务器中进行自动解析与相应处理，最后录入到中心数据库中。监理单位或数字化实施单位对所填报上传的内容进行审核，若不合格则通知上传用户重新检查后将准确的结果填报上传到系统中。若审核合格，则对所上传的内容进行目录整理，即归档入库，然后将文件的存储位置，通过相应的技术手段自动更新到所填报的中心数据库里，并且一一对应关联；有了以上的数据积累，就可以对填报的结果进行查询统计，并将结果打印输出。此外，可以通过归档所填写的文件存放地址，进行文件的下载。经过以上步骤，便可以实现设计资料的管理工作，为以后的应用，提供一个可靠的数据基础。施工数据采集管理模块施工数据采集管理模块是管道完整性数据库管理子系统建设主要模块，通过该模块采集管道工程施工过程中的重要数据，与管道可研、勘察、设计及投产试运行数据一起构成建设阶段的管道完整性数据库。施工数据采集数据内容施工数据包括管道施工过程中，按照数据的载体分为文档、图纸和数据表格等，其具体内容如下表所示：文档数据：包括施工委托合同、施工单位资质证明、施工组织设计、焊接试验报告、管材出厂证明、施工技术标准；图纸数据：包括主要包括施工进度搭接图、穿跨越点施工平面布置图；数据表格：此部分内容较多，具体内容如下表所示。施工数据采集内容数据种类详细项采办数据钢管、弯头信息及防腐信息等施工数据焊口探伤比例、焊口X射线照相比例、焊口修补比例、焊管期间的日平均气温、强度试验压力和严密性试验压力、焊口焊接记录、焊口返修记录、补口记录、穿跨越施工记录、隧道施工记录、阀门安装记录、牺牲阳极埋设记录、水工保护施工记录、三桩埋设记录、阴保桩埋设记录、套管施工记录等检测数据试验介质、防腐层检漏记录、阀门试验记录、清管检查记录、试压检查记录、强制电流参数测试记录、牺牲阳极参数测试记录等以上数据对数字管网的建设起着至关重要的作用，应认真采集、填报，严格审核，确保数据的准确性、真实性，更好地为管道数字化工程服务。施工数据采集管理模块功能说明数据采集与质量控制完整性数据采集是面向项目中线路工程、穿越工程、站场工程、通信工程、外电工程、伴行路工程、阴极保护工程、水工保护工程等技术数据的采集、上报、校验、审核与发布。数据采集基于工作流技术，可以自由配置上报流程及节点：实现施工记录和管理表格的网上填报和流转审批；数据填报界面如下图所示：数据填报记录每条记录的上报时间、审核时间、最后修改时间；监理可以将一条记录标志成不符合项，退回要求修改；与设备管理/物资调拨模块建立接口，导入管号、防腐号、以及其它设备编号以供统一调用，避免编号不一致和冲突的问题；无损检测实现检测指令的网上下发，以避免施工单位填报焊口编号、检测单位填报编号、检测指令规定检测编号不一致的问题；数据可导出到管道可视化展示子系统，通过可视化分析手段检验数据质量，发现的问题反馈给QA部门处理。为了适应工程现场的实际条件，也提供独立运行的数据采集填报子系统，可以在缺乏网络条件的情况下进行离线填报，然后上载数据。上载数据包括FTP连接，数据验证，流程建立以及数据传输几个步骤完成数据的上传。数据查询与统计查询统计模块实现了计划进度管理图表生成和显示、监理进度和质量报表、不符合项统计。计划进度管理：导入Excel计划、手工添加月计划、自动从数据库读取最新的进度，对比图表显示，用Excel生成和显示整体报表和详细数据量（分标段、分工序、分工程类型），根据计划对采办资产、实际使用资产进行预估计，以预估报表显示，如下图所示：施工进度查询入口计划情况工程整体进度监理进度与质量报表：分为进度、质量两大类，下面再分线路、站场、阀室和无损检测报表；监理质量报表不符合项统计：提供不同类型错误的分标段、分类型错误查询，并提供线路、站场、阀室、无损检测Excel报表。数据错误检查无损错误检查设备数据管理模块设备数据管理在工程建设阶段就采集管道设备、设施的基础数据，实现设备数据从设计、采办、安装、调试的过程跟踪数据和设备的技术资料、图纸数据库的建立。设备数据内容设备设施所涉及到的数据包括：分离设备、过滤设备、压缩机设备、传动设备、起重设备、车船设备、容器设备、泵类设备、管道设备、阀类设备、制冷空调设备、发电机、电动机、变压器、断路器、配电装置、避雷器、自控测量仪器仪表、电气就地盘柜、仪控装置、办公信息设备等。设备数据管理模块功能说明该模块的功能说明如下：首先对系统使用人员的权限进行配置，对各个角色人员的工作流程进行定制，不同角色的人员具有不同的权限，工作内容和工作流程也有所差别（该部分的详细说明详见施工数据采集管理模块）；由于设计资料是以文件的形式存在的，系统用户（业主或数字化实施单位）将设计资料通过FTP技术，上传到文档资料库，并且填写关于设计资料的详细信息存储于中心数据库中；采办部门将设备的采办信息收集齐全，按照软件模块的相关表格进行信息填报，若有相关文档或图纸，则以附件的形式，一起上传，并存储于文档库的指定文件夹，等待审核检查；安装、调试数据同采办数据一样，分结构化和非结构化两种，安装、调试工作单位派专人，将产生的数据按照系统要求，及时填报上传；监理单位和数字化实施单位分别对所填报上传的内容进行审核和检查，若不合格则通知上传用户重新检查后将准确的结果填报上传到系统中。若审核和检查合格，则对上传的文档、图形等进行目录整理，即归档入库，然后将文件的存储位置，通过相应的技术手段自动更新到做填报的中心数据库里，并且和填报的数据内容所一一对应关联；有了以上的数据积累，就可以对填报的结果进行查询统计，并将结果打印输出。此外，可以通过归档当时所注定的文件存放地址，进行文件的下载。经过以上步骤，便可以实现对设备数据的管理工作，为以后的应用提供一个可靠的数据基础。竣工资料管理模块竣工资料管理模块用于存储公司管道工程的各类竣工资料，通过将这种资料的分类管理，统一为工程建设期的项目管理及日后的运营期管理服务。竣工资料内容竣工资料是管道施工结束后将所有的资料进行整理、归档，以便对整个施工过程进行评价审核，竣工资料的内容如下表所示：竣工资料内容竣工资料的分类编码序号文件材料题名大类小类1企业资质文件11企业资质111评标结果通知书112企业法人营业执照113组织机构代码证114税务登记证115法定代表人证明书116建筑业企业资质证书117施工企业资质证书118建筑企业安装安全资格证书119质量管理体系认证书1110压力管道许可证1111消防工程施工资格证书1112分包单位资质报审表12施工合同、协议2施工管理文件21施工方案211施工组织设计及批复施工技术方案及批复212穿越施工方案213顶管穿越施工方案214管涵穿越施工方案215大开挖加套管穿越施工方案216管沟开挖及回填施工方案217定向钻穿越施工方案218小型河流穿越施工方案219鱼塘、水塘穿越施工方案22试压方案221水压试验方案222穿路试压方案223定向钻穿越试压方案23加工技术方案231冷弯管加工技术方案24阀室施工方案和试压方案241线路截断阀室施工方案242线路截断阀室预应力砼管桩施工方案243线路截断阀室试压方案25来往管理文件251工程技术文件报审表252建设单位管理文件一览表253监理单位管理文件一览表254监理指令及回执一览表255业主的请示报告及回复256竣工文件编制说明3通用文件31工程管理通用文件311工程说明312开工报告及批复313竣工报告及批复314工程交工证书319交工项目表3110交工主要实物量表3111交工主要设备及容器表3112技术交底记录、纪要3113图纸会审记录3114施工前技术交底记录3115设计变更通知单明细表3116设计变更通知单3117工程变更申请单明细表3118工程变更申请单32质量管理文件325单位工程质量综合评定表326分部工程质量等级汇总表327分部工程质量评定表328工程质量保证资料核查表3219焊口射线探伤综合报告3220焊口超声波探伤综合报告3221合格焊工登记表33材料设备通用文件331主要设备及备品备件交接清单332设备、大型构件联合检验记录333设备开箱检查记录334设备检验记录335甲供材合格证、质量证明书汇总表336甲供材合格证、质量证明书337自购材合格证、质量证明书汇总表338自购材合格证、质量证明书339构件合格证汇总表3310构件合格证3311现场防腐补口材料合格证汇总表3312防腐成品管出厂合格证3313原材料检验（试验）报告明细表3314原材料检验（试验）报告4施工记录文件41管沟411管沟开挖施工验收记录412管沟复测记录42管道421管道埋深抽查记录422管道施工记录43防腐补口431管道防腐补口施工记录432防腐补口剥离强度试验记录433防腐绝缘层电火花检测记录44回填441特殊地段管沟回填记录46清管试压461管道清管记录462管道试压记录45穿越、构筑物、防护措施451管道工程隐蔽检验记录452顶管穿越检查记录453水平钻穿越管道就位检查记录454管道穿越工程隐蔽检验记录455管道构筑物施工检查记录456水工保护施工记录457隐蔽工程检查记录47三桩与竣工测量成果471管道里程、转角、测试、标志桩埋设记录472竣工测量成果表473管线标志桩编号、坐标、各标志对应的轴线里程474线路标记详细信息475管线翻山穿将的起始点和终点位置476沿线进出支线连接点的位置477沿线通过地带的小地名477历史事故修复点的准确位置477管线拐弯点的位置坐标48加工记录481弯管加工汇总表482弯管加工记录49阀室施工纪录491工艺安装492电气493通信494仪表施工记录5HSE文件51分册511HSE合同512HSE作业计划书513HSE作业指导书514HSE作业检查表515应急预案516HSE培训计划、记录517HSE月报表518HSE管理工作总结52许可证521穿越许可证522地貌恢复合格证6施工总结61分册611工程施工概况612施工特点613施工组织分工614施工形象进度615主要实物工程量616主要材料消耗与节超情况617预制加工618主要技术经济指标619竣工6110HSE管理情况6111未完工程及遗留问题6112经验教训及整改意见7竣工图8施工照片9报告911施工总结报告912工程结算报告913工程质量评审报告914投产试运行报告921业主方验收证明竣工资料管理模块功能说明该模块的功能说明如下：首先对系统使用人员的权限进行配置，对各个角色人员的工作流程进行定制，不同角色的人员具有不同的权限，工作内容和工作流程也有所差别（该部分的详细说明详见施工数据采集管理模块）；由于竣工资料是以文件的形式存在的，所以施工单位由专人将竣工资料通过FTP技术，上传到文档资料库，并且填报关于设计资料的详细信息存储于中心数据库中；监理单位和数字化实施单位分别对所填报上传的内容进行审核和检查，若不合格，则通知上传用户重新检查后将准确的结果填报上传到系统中。若审核合格，则对所上传的内容进行目录整理，即归档入库，然后将文件的存储位置，通过相应的技术手段自动更新到所填报的中心数据库里，并且一一对应关联；有了以上的数据积累，就可以对填报的结果进行查询统计，并将结果打印输出。此外，可以通过归档所填写的文件存放地址，进行文件的下载；该模块还可以根据设计资料、施工数据资料、设备设施资料等进行竣工资料的辅助生成，在生成前，根据项目的实际要求，对各种竣工资料的格式进行定制。经过以上步骤，便可以实现竣工资料的管理工作，为以后的应用，提供一个可靠的数据基础。运营期完整性数据管理模块工程建设期建设的管道完整性管理所需的极限数据，在管道进入到运营期，数据还应根据管道现场情况进行及时的更新维护，此外，还有部分数据是管道运营期产生的，也需要维护，导入管道完整性数据库。运营期完整性数据内容运营期的数据包括：设备的维修维护数据、检测数据、阴极保护数据、运行数据和线路管理数据。它们的详细内容如下表所示：运营期完整性数据内容数据种类详细项设备维修维护数据预防性维修记录、故障维修记录、应急抢修记录及工单等检测数据裂纹检测数据、凹陷、金属损失、缺陷簇数据、材料缺陷、机械损伤、内检测标识点、内检测结果、密间隔点位检测、电流电位梯度测量数据、外腐蚀测量、埋地管道探测仪读数及泄露等阴极保护数据强制电流阴极保护读数、牺牲阳极阴极保护读数、辅助阳极线、连接器、连接电缆、接线点、牺牲阳极、阳极地床、地床设备、阴保电源及排流装置等运行数据规定的最大、最小压力、气质、流量、高后果区及运行压力等线路管理数据巡线事件及处理记录、第三方施工、建筑物占压及路权等运营期完整性数据管理模块功能说明该模块的功能说明如下：首先对系统使用人员的权限进行配置，对各个角色人员的工作流程进行定制，不同角色的人员具有不同的权限，工作的内容和工作流程也有所差别（该部分的详细说明详见施工数据采集管理模块）；由于运营期完整性数据是以结构化数据形式存在的，业主的运营部门指派专人将运营期数据离线或在线填报的方式，填报到中心数据库中，其中离线填报是通过FTP技术，将本地数据库中的数据发送到中心数据库中；业主单位相关部门指派专人对上报的运营期数据进行审核，若不合格，则通知上传用户重新检查不妥之处，并将准确的结果填报上传到系统中。若审核通过，则在中心数据库中进行记录、存档；有了以上的数据积累，就可以对填报的结果进行查询统计，并将结果打印输出，根据指标和经验仅能够判断运营是否正常，对管道运营进行评估。经过以上步骤，便可以实现运营期完整性数据的管理工作，为以后的应用，提供一个可靠的数据基础。管道风险信息管理基于管道完整性数据库内存储的管道本体属性数据、空间地理数据、高分辨率影像图等各种数据，管理管道建设、运维过程中产生或持续存在的风险信息，可以将管道风险等级和危害影响范围综合管理与展示，提供与管道内检测数据接口，可对内检测数据进行记录和处理。主要系统功能包括管道风险等级管理、管道风险因素管理、管道风险评价方法等。内检测数据处理管道内检测是通过现代检测技术，检查管道内的各种缺陷，以及确定缺陷位置。管道的内检测是由安装了检测装置的清管器、外部定位磁盒以及相应的软件系统组成。油气长输管道上广泛采用的内检测方法是漏磁法和超声波法。现代内检测技术已经与GPS和GIS相结合，GPS技术可以将所检测到的缺陷位置进行精确定位，而GIS技术则是将检测技术与地理信息技术有效结合，使业主可以对管道运行、维护进行桌面化管理。一般通过内检测可以获得如下精确数据和结果：管线内部壁厚的整体损失情况；管线内部的几何形状；管线内底部壁厚的损失情况；局部腐蚀的点腐蚀情况；管线焊缝的腐蚀情况；管线的弯曲弧度；管线的泄露情况；管线内壁存在裂纹情况；长输管线的整体弯曲情况。通过内检测配套的软件可以将所有数据输出成EXCEL表格，管道数字化信息系统根据这些表格的格式，指定相应的规则，然后把所有表格通过管道风险信息管理模块将这些表格数据导入到完整性数据库当中，进行处理、应用与分析。该模块中，可以将导入的以明码坐标形式的属性数据转换成空间图形数据，经相应的坐标变换后，存储在空间数据库中。得到的内检测结果数据可以在GIS系统中的到展示与应用：数据叠加，查看管道位移（如下图所示）数据叠加开挖定位，查看管道数据及地理环境（如下图所示）开挖定位管道缺陷分类展示，报表定制输出等。管道风险评价方法风险评价技术在现代安全管理中占有重要位置。石油天然气工业及油气管道系统风险评价的方法有很多种，目前应用的有30~40种。每种方法有其适用的范围和应用条件，其评价推理过程、所得到的结果，评价所需的资料、数据等方面有所不同。需要根据评价对象的特点，要求的评价目的及投入的资源等综合衡量，选择合适的安全评价方法。常用的评价方法有：安全检查表（SafetyChecklistAnalysis，SCA）；事故树分析（FaultTreeAnalysis，FTA）；道化学火灾、爆炸指数评价法；蒙德火灾、爆炸、毒性指数评价法简介；油气管道风险评分方法（EST）。本模块现在油气管道风险评分方法，这是美国学者W.Kent提出的管道风险评分方法又称专家评分法（EST）是以风险的数量指标为基础，对管道事故发生的概率和事故后果的严重程度按权重分配到各个危害因素，逐项评分，再将两者进行组合，得到管道的相对风险数。由于它较全面地考虑了管道实际危害因素，集合了大量事故统计数据和操作者的经验，所得结论可信度高；有避免了对事故概率等数据的要求，方法便于掌握和应用，在过去十几年中得到油气管道风险评价普遍采用。管道风险因素管理管道风险信息管理模块提供对管道风险因素的管理，风险因素的来源有两种：一是从完整性数据库里抽取相应的风险信息，这些风险信息是由其他子系统产生；二是直接通过管道风险信息管理模块录入的风险因素信息。这些管道风险因素共同为管道风险评价提供相应的参数，增强评价结果的可靠性。管道风险因素如下表所示：管道风险因素指标及评分依据指标类指标项目指标范围评分依据第三方损坏(0~100分)管道最小埋深0~20分按管道不同埋深人类活动情况0~20分按人口密度情况管道地上设备0~10分按地上设备的防护、标识情况OneCall系统0~15分OneCall系统的效率、可靠程度等公共教育0~15分沿线居民安全教育、安全意识高低线路情况0~15分沿线标志的清楚程度巡检频率0~15分巡线频率及有效性腐蚀指标(0~100分)管道设置0~5分套管、支架等环境腐蚀环境类型0~10分环境的化学成分、温度、湿度防腐层/检测0~5分防腐层质量、应用、检测及维修质量产品腐蚀性0~10分产品腐蚀性强、弱或无腐蚀性内部腐蚀性0~10分注入防腐剂、内防腐层、清管等阴极保护0~8分阴保参数符合要求、运行及检测情况