油气运输一体化管控：图普数字孪生油气管站，助力低碳生产

2022-08-12

据国家管网集团统计，2021年西气东输管道系统累计输送天然气超过1000亿立方米，这是西气东输管道年输气量首次已超过1000亿立方米。为应对复杂多变的供气环境，保障全国人民群众用气，加快管道智能化是赋能油气产业高质量发展的必然选择。

图普软件在数据可视化领域深耕多年，成功为油气储运用户开发了智能油气管道可视化管理系统。融合物联网、人工智能、大数据、通信技术、GIS、可视化等多种技术，统一管理和维护油气管道运维全生命周期数据。提升管道运维管理智能化水平，让整个流程透明化、可视化，从优化流程入手，达到控碳减碳的目的。

本案例以三维数字地图为背景呈现。场景初始化后，可以通过图普软件HT的可视化创建油气管道的空间切换，浏览不同场景的效果。首页效果展示 通过底层应用接口，同步上传2022年西气东输主要成果，生成二维数据板。

突出显示福建省区域设置。用鼠标左键双击“福建”区域，下钻到可视化系统。图谱软件通过对油气管道站内设备、建筑物、道路、绿化等进行3D建模，模拟还原站内整体情况。界面可实现鼠标旋转、平移、放大、缩小等操作，用户可自行点击查看各设备数据更新情况。

系统概述

系统涵盖生产分析、能耗分析、设备运行维护、安全防护和工厂监控。图普软件利用物联网、大数据、人工智能技术，对传输到管理中心的智能感知数据进行分析计算，实现日常辅助决策、智能状态感知、智能数据分析、智能信息发布通过可视化技术进行运维。 、智能设备管理、智能业务管理六大功能。 2D面板采用曲线图、趋势图、统计图等多种图形，实现分输数据、进出压力、压缩机运行状态、设备完整性、功率波形、综合过程分析。

分布量的可视化

随着天然气消费规模的逐年增加，对天然气配输精度提出了更高的要求。图谱软件通过对接数据接口，将省级官网配送量、指定配送量、昆仑配送量可视化。管理人员可以根据二维面板直观地查看传输量的具体数据和比例，实现配电监控。人工控制向智能控制的转变，大大减轻了操作人员的工作量，同时提高了车站运行的可靠性和稳定性。

管道压力可视化

管道工作压力是油气管道设计的重要组成部分。图普软件通过对接测试系统，采集管道进压力、站内压力、出压力数据，并支持丰富完整的图表库资源，通过折线图动态展示一年内的压力变化。点击折线图上方对应的图标可以快速查看。有利于工作人员合理分配泵站和压气站的数量、站内机组的功率和管道的用钢量。

设备完整性可视化

在设备完整性管理过程中，贯穿设备从安装使用到报废的全生命周期。图普软件的HT引擎支持根据设备情况自由设置监控设备，通过HT可视化图表可以清晰地反映抽象复杂的数据，提高油气站设备的可靠性，降低生产经营风险。

功率波形可视化

图普软件拥有海量数据表库，可以适应当前大部分浏览器的大小和分辨率。依托物联网、大数据等新技术，对西气东输压气站110kv变电站和10kv变电站进行实时监控和数据分析，并根据其波动情况进行图形组件匹配实现能源高效、绿色、智能的应用和监管。

流程演示

图普软件充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，依托其可视化技术，展示了西气东输二线广南支干线，包括地下管线、管线阀门、水平分离器、旋风过滤器、空气冷却器等。简化复杂性，方便信息的传输和交流。

产量分析

为解决油气管站实时监测和精准定位难的问题，图普软件建立了基于传感器、通信、计算机等物联网的油气管道生产分析监测系统方案技术。

将图普软件web可视化引擎与油气站管输生产分析系统相结合，将生产数据接入可视化平台，更新管道实时输出、省级管道、瞬时输出昆仑的各支线使用管道。平均产量，点击设备编号，查看设备的气体成分和高危热值，提高了管理的自动化和信息化水平。

总产量和收益率的信息可视化

支持通过二维面板实时监控输送输出，并通过统计图表呈现。为了方便运维人员监控和掌握官网正反转，昆仑正转，特供输出。

瞬时和平均产量信息可视化

选择配备智能传感器，可对昆仑公网、省网及各分支机构的传输信息进行实时统计和监控。包括瞬时产量和平均产量，并以折线图的形式显示输送量的测量数据和波动形式，保证极差的准确性和权威性，帮助企业掌握油气集输量的真实情况，提高经济效益和权威效应。

气体成分信息的可视化

支持监测不同设备的气体成分，包括甲烷、氮气、CO2等气体的比例，点击对应设备切换查看，实时掌控设备健康状态。

能耗分析

对于油气管道站而言，提高运营管理水平，降低运营能耗，是降低石油运输成本、提高经济效益的重要手段。降低输油管道运营成本的措施之一是对每条管道、每台设备实施严格的能耗目标监控。图普软件采用丰富的图表和图形设计元素，将总耗电量和压缩机耗电量可视化，并根据输送计划预测未来一周油气管道的能耗，可有效检查机组能耗并提高能源利用率。效率。

总功耗监控

电力成本的控制和监测对油气管道运输具有重要意义。通过二维面板的数据绑定和图谱软件HT可视化的图表，可以进行油气管道总用电量的实时数据展示。并用折线图统计过去十天的总用电量，为节能减排提供可靠依据。

压缩机功耗监控

压缩机作为耗电大户，在运行过程中会产生大量耗电量。图普软件可以统一采集压缩机能耗数据，按时间排列分析，接入传感器数据实现可视化表达，实现压缩机能耗监测的标准化、标准化，提高设备运行的经济性。

能源消耗预测

图谱软件利用大数据技术，对未来一周的用电相关指标进行综合分析，汇总关键指标，从专业角度切入，实现预警和趋势预测。相应生成动态可视化图表，提高用户决策水平，指导油气管道管理健康发展。

设备运维

使用HT for Web渲染出具有科技感的线框模式，可以让设备运维管理透明化。管理者可以点击场景中的模拟设备，显示设备和建筑属性信息。

包括设备库的设备类型和出入信息、综合机房设备数量信息、变电站输入输出电压和功耗统计、机柜间维护数量、液体浓度信息其中，设备的报警、故障、空闲、在线等状态可以通过不同的颜色和动态效果实时反映，从而实现对设备的实时状态监控。

压缩机区设备管理

压缩机在实际运行中，由于地质条件变化等多种因素的影响，其流量和进气压力可能会出现波动。图普软件采用轻量化建模技术模拟压缩机设备模型，并通过3D可视化，点击设备弹出压缩机厂工作时间、工作设备数量和维修设备数量、数据变化趋势以折线图显示。

2D面板与3D场景联动，实时显示指定压缩机的连续运行时间和累计运行时间。点击右侧按钮可切换查看不同设备的对应信息。帮助操作者准确掌握。

在3D场景中双击压缩机车间，查看压缩机工作状态。通过3D可视化，以三维的方式呈现压缩机的整体结构和设备分布。点击设备对应按钮，随意切换不同压缩机的工作角度。不同颜色的线条代表不同的气流，彻底解决了设备在进气、压缩和排气过程中只能依靠抽象解释和演示的缺点来满足多样化的监控需求。

点击场景中的压缩机，查看机器的拆解过程。二维面板主要显示压缩机技术参数、安装信息、设备参数、历史故障、历史维护、历史维护、备件等信息。原始的复杂分析数据以直观的形式呈现，简化用户的理解难度。

过滤区设备管理

过滤区的运行时间和累计运行时间信息通过图谱软件统计显示，让业务人员更好的控制过滤区的运行规则。

油气分离器是过滤区的主要设备。主要作用是将回收的气路和油路分开，是油气回收中非常重要的一环。图谱软件通过API数据接口展示分离机的业务数据。点击对应设备查看不同分离器的压降和过滤效率，二维面板统计不同过滤区域的运行时间。

过滤器包括旋风分离器和水平分离器。点击过滤器的阀门，查看阀门的类型、位置和工作状态。包括入口阀门和出口阀门等。

空压机区域设备管理

为提高油气管道管控效果，图普软件HT支持HTML5各种多媒体功能的无缝集成，链接空冷器设备，对其设定压力、设定温度、并设置功率等。对区域内所有设备的运行时间进行监控并累计显示。

计量区域设备管理

点击3D场景中计量厂的属性信息，详细显示油体计量总数和总液体计量。 2D面板显示不同计量区域的运行时间、连续运行时间和整体设备利用率OEE。

监管区设备管理

基于Web的UI/2D/3D、GIS、BIM、VR/AR等可视化工具和应用，系统支持运行时间、连续运行时间和设备综合利用率OEE的实时累计统计和平铺显示屏上的压力调节区域。

安全保护

油气管道及其附属设施的安全至关重要，目前依靠人工巡逻进行保护。人工巡查方式在时间和空间覆盖上无法做到24小时盲点管控，存在很大的安全隐患。图普软件通过可视化手段，以电流电压、能耗、设备报警三层对象为控制重点，连接各个分散的监控系统进行集中管理，最终实现油气管道的安全保护。控制”转型升级。

节能降压电压

电流电压模块优化整合各种系统资源，实现对压缩机实时电流、电压、能耗的集中监控，并通过折线图反映变化趋势，帮助业务人员实现在线监控电压、电流和能耗的动态分析。掌握设备安全性。

节能减排设备监控

在设备监控过程中，按时间段（周/月/年）对告警设备的数量进行分层统计，对设备告警信息进行详细的组织和统计。根据可视化系统，工作人员可以通过趋势分析、告警类别、操作说明等获取异常设备状况，解决异常问题。 3D场景中出现故障的设备会触发系统报警，检测人员可以快速检修，有效减少设备故障造成的损失。

能耗及省级管网逆输监测

通过采集压缩机等设备的能源媒体数据，利用图普软件的HT可视化组件能耗管理系统施工方案，构建能源监控可视化板。帮助用户分析历史数据趋势和告警，帮助诊断和隔离故障，提高管理效率，及时发现和处理问题。

机房管理

柜子的3D模型和柜子的分布在3D空间中展示。与底层数据采集系统集成，可实时查看温湿度、漏水监测等动态回路数据，更新配电监测实时数据。 2D 面板显示账本信息和分布监控。对低压设备及站区综合评价状态进行实时管理和监控，具备设备资源状态查询、参数监控、预警、告警等智能监控功能。

工厂监控和管理

车辆和人员监控管理

通过HT系统，可以将虚拟环境中的空间环境与真实的监控管理相结合。图普软件利用3D仿真可视化的灵活性，实时捕捉工厂人员信息，结合企业人员打卡系统，为员工提取、对比、监控和管理信息。支持进出车辆和人员的统计汇总，为数据驱动的智能管理打下坚实的基础。

工厂监控和管理

二维面板信息整合了工厂的各种监控信息。图扑软件整理了工厂内分散、孤立、不完整的监控视频。点击摄像头位置图标切换到对应的摄像头，再次点击摄像头图标切换到摄像头的实时图像恢复场景。

电子围栏选择固定区域作为保护区，产生越界行为报警，并抓拍越界图像。用户可点击按钮查看区域位置并手动生成报警行为，可满足企业厂区全局导航、报警联动、电子巡检、人车轨迹跟踪等管理需求，为数据化--驱动智能管理。

海上石油勘探

图普软件采用自主研发的HT for Web组态软件，通过可视化动画效果和子菜单数据可视化图表加载，设计了海上油气集输智能采油可视化综合管理系统。打破信息壁垒和孤岛，实现跨部门、跨层级的互联互通和信息共享共享。

维护输入可视化

管理人员可以直接查看设备的维护状态报告，其中明确列出了设备维护是否到期，维护计划是否到期，维护计划的数量。通讯、磨削、变压器是否有故障，故障有多少等，让现场人员管理产线更加方便快捷。

设备事件可视化

整个产线的设备事件通过图谱软件管理后一目了然，实时分析性能利用率、设备利用率、合格率等数据。借助数字孪生技术，可以准确报告闪速炉、转炉锅炉、空压机、阳极炉、污水泵等设备的紧急情况和运行状态。系统支持通过3D可视化直接呈现问题设备，2D面板显示详细信息，非常方便管理人员排查隐患。

2.5D智慧油气田

在油气采集可视化系统方面，图普软件还利用2.5D构建了轻量化设计的在线智慧油田。系统以四川地图为基础，展示全省油田分布情况。通过二维配置，了解石油勘探-石油开采-油气集输-井下作业-石油化工的全过程。

天然气开采

对于与原油同层储存的天然气，将与原油一起开采。图普软件天然气开采智能可视化系统，动画展示了气田建设的三个阶段：钻前工程、钻井工程和完井作业。

动画效果

模拟建设

图谱软件自主研发的HT for Web引擎，在搭建轻量级场景、匹配数据面板、驱动动画后，将建站过程可视化。场景支持常规旋转、平移和透视缩放。结合动画和时间线，模拟厂区各个厂房的建设开始和竣工时间，可以直观、准确地反映整个建筑的建设过程。

建设过程包括计量车间、设备仓库、综合机房、变电所、压缩机车间、机柜室、车间、工艺设备区的演示。

火灾警告

由于天然气的易燃易爆特性，在温度计的压力下很容易引起火灾、中毒和爆炸。一旦管道的风险和隐患排查不到位，就有可能产生难以估量的后果。图普软件依托卫星遥感、航空巡更、视频监控等手段，实现火灾监测立体化、智能化、可视化的全天候覆盖，可有效提升油气管道火灾监测与防范能力。

在3D场景中模拟发生火灾时的应急响应措施，固定区域着火，消防车进入灭火，并附有处理事件的时间线。当发生火灾时，智能烟雾传感器可以准确检测明火带来的烟雾，并将准确位置传达给管理员。同时，相应的消防车和人员可以以3D仿真的形式在系统中显示出来，方便管理者做出最佳的消防决策。

天然气站消防

图普软件的可视化系统不仅可以助力油气管道消防，还有一整套天然气站消防管理解决方案。天然气作为一种可燃物质，对于储量大的天然气站来说是非常危险的，其安全性要求也非常高。预先规划的消防线路、人员救援方案等，通过图普软件的3D场景模拟模拟现场消防救援，为消防救援工作提供可靠有效的信息。

技术方法

技术方法侧重于模拟施工方法过程，运行管道方向，并在通过设备时显示相关数据信息。运行时整体场景变暗，流过的部分设备和管线亮度有所提升。

助力低碳生产

在低碳目标下，能源领域数字化、智能化转型的作用将更加突出。能源数字化的意义不仅在于将人们从繁重的体力劳动中解放出来，还可以为企业带来诸多好处。图普软件可通过油气管道数字孪生系统实时展示运维数据，提高管理效率和生产效率，促进绿色低碳转型。

场地及堆场智能管控

西气东输管道站的运维具有多气源、多用户、各类用户需求的特点。为降低站场运行风险，提高管网运行效率，图普软件基于运行数据和HT强大的渲染能力构建可视化解决方案，形成集中管理的高效管控模式。监控，实现站场分布的远程自动控制。 ，推进输气管站管理智能化改造，显着提高站台运控效率。

设备智能风险管理

图普软件通过关联压缩机组运行数据，建立智能健康感知模型，生成健康状态量化评估指标，实时分析预测压缩机组健康状态。加强装备风险智能化管控，提高装备工作质量。

随着西气东输的不断推进，我国油气管道里程不断增加。在传统管道运维过程中，人工数据采集、异常不及时报警、设备智能化等问题日益突出。

图普软件通过自主研发的HT for Web产品将大数据、云计算、物联网等先进技术与油气管道业务相结合，实现异常数据智能预警、设备GIS动态显示信息和其他功能。以达到降低运营成本、提高生产效率、减少安全隐患的目的，从而促进管道管理的标准化、标准化、智能化。

未来，图普软件将继续坚定不移地推进智慧管道智能运营体系建设，努力为天然气及管道行业高质量发展提供更多有益探索。