從國家管網(wǎng)集團獲悉，西氣東輸管道系統(tǒng) 2021 年已累計輸送天然氣超 1000 億立方米，這是西氣東輸年輸氣量首次突破千億立方米。為了應對復雜多變的供氣環(huán)境，保障全國人民的天然氣使用，加快管道智能化是賦能油氣行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇。

圖撲軟件在數(shù)據(jù)可視化領域耕耘多年，面向油氣儲運用戶，成功研發(fā)出智慧油氣管道可視化管理系統(tǒng)。綜合了物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、通信技術(shù)、GIS、可視化等多種技術(shù)，對油氣管道運維全生命周期數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理與維護。提高管道運維管理的智能化水平，將整個工藝流程透明化、可視化，從優(yōu)化過程端入手達到控碳、減碳的目的。

本次案例以三維數(shù)字地圖為背景展示。場景初始化后，通過圖撲軟件 HT 可視化打造油氣管道空間切換，瀏覽不同場景效果。首頁效果展示通過底層應用接口，將 2022 年西氣東輸主要成果進行同步上傳，生成 2D 數(shù)據(jù)看板。

福建省地區(qū)設置高亮顯示，鼠標左鍵雙擊 “福建” 區(qū)域，即可下鉆至可視化系統(tǒng)。圖撲軟件通過對油氣管道站內(nèi)設備、建筑、道路、綠化等進行三維建模，仿真還原站內(nèi)整體情況。界面可實現(xiàn)鼠標的旋轉(zhuǎn)、平移、拉近拉遠操作，用戶可自行點選查閱各設備的數(shù)據(jù)更新情況。

系統(tǒng)概覽

系統(tǒng)涵蓋產(chǎn)量分析、能耗分析、設備運維、安全防護以及廠區(qū)監(jiān)控等板塊。圖撲軟件運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)對傳輸?shù)焦芾?a target="_blank">中心的智能感知數(shù)據(jù)進行分析計算，并通過可視化技術(shù)實現(xiàn)對日常運維的輔助決策、智能狀態(tài)感知、智能數(shù)據(jù)分析、智能信息發(fā)布、智能設備管理、智能業(yè)務管理六大功能。2D 面板采用曲線圖、趨勢圖、統(tǒng)計圖等多種圖表，實現(xiàn)分輸量數(shù)據(jù)、進出站壓力、壓縮機運行狀態(tài)、設備完整性、電能波形、綜合流程分析等數(shù)據(jù)的實時可視化展示。

分輸量可視化

隨著天然氣用氣規(guī)模逐年增大，對天然氣分輸精度提出了更高要求。圖撲軟件通過對接數(shù)據(jù)接口，將省官網(wǎng)分輸量、指定分輸量以及昆侖分輸量進行可視化表達，管理人員可根據(jù) 2D 面板直觀查看輸送量具體數(shù)據(jù)以及占比情況，實現(xiàn)了分輸監(jiān)測由人工主導向智能控制的轉(zhuǎn)變，在提高站場運行可靠性、穩(wěn)定性的同時，大大減少了操作人員的工作量。

管道壓力可視化

管道工作壓力是油氣管道設計中的一個重要部分。圖撲軟件通過對接測試系統(tǒng)，將管道的進站壓力、站內(nèi)壓力、出站壓力進行數(shù)據(jù)采集，并通過豐富完善的圖表庫資源支持，將一年內(nèi)的壓力變化通過折線圖動態(tài)展示。點擊折線圖上方對應的圖標即可快速查看。有利于工作人員合理調(diào)配泵站和壓氣站的數(shù)量、站內(nèi)機組的功率以及管道的耗鋼量。

設備完整性可視化

設備完整性在管理過程中，貫穿設備自安裝使用開始直至報廢的生命周期。圖撲軟件 HT 引擎支持根據(jù)設備情況自由設置監(jiān)控設備，將抽象復雜的數(shù)據(jù)通過 HT 可視化圖表進行清晰反應，提高油氣站場設備可靠性，降低生產(chǎn)運行風險。

電能波形可視化

圖撲軟件擁有一個海量的數(shù)據(jù)表庫，可自適應當前絕大部分瀏覽器尺寸及分辨率。依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新型技術(shù)對西氣東輸壓氣站 110kv 變電站與 10kv 變電站進行實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析，并根據(jù)其波動規(guī)律搭配圖形組件，實現(xiàn)能源的高效、綠色、智慧應用與監(jiān)管。

流程演示

圖撲軟件充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數(shù)據(jù)，并依托其可視化技術(shù)，將西氣東輸二線廣南支干線管道演示，包括地下管線、管線閥門、臥式分離器、旋風過濾器、空冷器等?；睘楹?，便于信息的傳達與溝通。

產(chǎn)量分析

圖撲軟件針對油氣管道站不易實時監(jiān)測、準確定位等問題，建立了基于傳感器、通信、計算機等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設計的油氣管道產(chǎn)量分析監(jiān)測系統(tǒng)方案。

將圖撲軟件 Web 可視化引擎與油氣站管道輸送產(chǎn)量分析系統(tǒng)相結(jié)合，接入產(chǎn)量數(shù)據(jù)至可視化平臺，實時更新官網(wǎng)正輸、省官網(wǎng)正輸以及昆侖利用正輸各支路瞬時產(chǎn)量、平均產(chǎn)量，點擊設備編號可查看設備氣體組成成分以及高危發(fā)熱值，提高了管理的自動化、信息化水平。

總產(chǎn)量與產(chǎn)量比例信息可視化

支持通過 2D 面板對輸送產(chǎn)量進行實時監(jiān)測、通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計圖進行呈現(xiàn)。以便于運維人員對官網(wǎng)正輸/反輸、昆侖正輸、特供產(chǎn)量進行監(jiān)測掌握。

瞬時與平均產(chǎn)量信息可視化

選擇搭載智能傳感器，可對官網(wǎng)、省網(wǎng)以及昆侖各支路輸送信息進行實時統(tǒng)計與監(jiān)測。包括瞬時產(chǎn)量與平均產(chǎn)量，并以折線圖形式展示輸送量的計量數(shù)據(jù)以及波動形式，保證極差的準確性和權(quán)威性，幫助企業(yè)把握油氣集輸量的真實情況，提高經(jīng)濟效益與權(quán)威效應。

氣體組分信息可視化

支持對不同設備的氣體組分進行監(jiān)測，包括甲烷、氮氣、CO2 等氣體所占比例，點擊對應設備即可切換查看，實時掌控設備的運行健康狀態(tài)。

耗能分析

對油氣管道站而言，提高運營管理水平，降低運行能耗，是降低企業(yè)輸油成本、提高經(jīng)濟效益的重要手段。降低輸油管道運行成本的措施之一就是對每條管道、每個設備實行嚴格的能耗目標監(jiān)測。圖撲軟件利用豐富的圖表、圖形設計元素將總耗電以及壓縮機耗電進行可視化表達，并根據(jù)輸送方案，對油氣管道未來一周的能耗進行預測，可有效查看機組能耗，提高能源利用效率。

總耗電監(jiān)測

用電成本的控制與監(jiān)測對油氣管道輸送具有重要意義。通過圖撲軟件 HT 可視化的 2D 面板和圖表的數(shù)據(jù)綁定，可對油氣管道總耗電進行實時的數(shù)據(jù)展現(xiàn)。并采用折線圖統(tǒng)計近十天內(nèi)耗電總量，為節(jié)能減排提供可靠依據(jù)。

壓縮機耗電監(jiān)測

壓縮機作為耗電大戶，在運行中會產(chǎn)生大量的電力消耗。圖撲軟件能夠通過壓縮機能耗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一化的采集，按時間排布分析，接入傳感器數(shù)據(jù)實現(xiàn)可視化表達，實現(xiàn)壓縮機的耗電監(jiān)測的規(guī)范化、標準化，提升設備運行的經(jīng)濟性。

能耗預測

圖撲軟件通過利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對未來一周的耗電相關(guān)指數(shù)進行全方位剖析，聚合關(guān)鍵指數(shù)，以專業(yè)視角進行切入，實現(xiàn)預警和趨勢預測。對應生成動態(tài)的可視化圖表，提高用戶決策水平，引導油氣管道管理健康發(fā)展。

設備運維

利用 HT for Web 渲染出科技感的線框模式，可將設備運維管理透明化。管理人員可點擊場景中的仿真設備，顯示設備以及建筑屬性信息。

包括設備庫房的進出設備類別以及取用信息、綜合設備間的設備數(shù)量信息、變電所的進、輸出電壓及耗電統(tǒng)計、機柜間的維修數(shù)量、廠房的液體濃度信息等。其中設備的報警、故障、空閑、在線等狀態(tài)可以通過不同顏色以及動效實時體現(xiàn)，實現(xiàn)設備的實時狀態(tài)監(jiān)測。

壓縮機區(qū)設備管理

在壓縮機的運行實際中，因地質(zhì)條件變化等多種因素的影響，它的流量、進氣壓力都可能有所波動。圖撲軟件采用輕量化建模技術(shù)仿真壓縮機設備模型，通過三維可視化展現(xiàn)，點擊設備彈出壓縮機廠房的工作時間、工作設備數(shù)量以及維修設備數(shù)量，并以折線圖顯示數(shù)據(jù)變化趨勢。

2D 面板聯(lián)動三維場景，實時顯示指定壓縮機的連續(xù)運行時間與累計運行時間。點擊右側(cè)按鈕即可切換查看不同設備的對應信息。幫助運營人員精準把握。

三維場景內(nèi)雙擊壓縮機廠房即可查看壓縮機工作狀態(tài)。通過 3D 可視化，將壓縮機的整體結(jié)構(gòu)設備分布情況進行立體化的呈現(xiàn)，點擊設備對應按鈕即可隨意切換不同壓縮機工作視角，不同顏色的線條代表著不同的空氣的流動，徹底解決了設備在進氣、壓縮和排氣過程中只能依靠抽象講解演示的弊端，滿足多樣化監(jiān)測需求。

場景內(nèi)點擊壓縮機即可查看機器拆解過程，2D 面板重點顯示壓縮機技術(shù)參數(shù)、安裝信息、設備參數(shù)、歷史故障、歷史維修、歷史保養(yǎng)、備品備件等信息。將原本復雜的分析數(shù)據(jù)，以直觀的形式表現(xiàn)，簡化用戶的理解難度。

過濾區(qū)設備管理

將過濾區(qū)的運行時間以及累計運行時間信息統(tǒng)計后通過圖撲軟件可視化進行展現(xiàn)，能讓業(yè)務人員更好的把控過濾區(qū)運行規(guī)律。

油氣分離器是過濾區(qū)的主設備。主要作用是將回收的氣路和油路分離，是油氣回收非常重要的部件。圖撲軟件通過 API 數(shù)據(jù)接口，對分離器的業(yè)務數(shù)據(jù)進行展示。點擊對應設備即可查看不同分離器的壓力降與過濾效率，2D 面板統(tǒng)計不同過濾區(qū)的運行時間。

過濾器包含旋風分離器與臥式分離器，點擊過濾器的閥門可查看閥門的類型、位置以及工作狀態(tài)。包含進站閥門以及出站閥門等。

空壓機區(qū)設備管理

為提升油氣管道的管控效力，圖撲軟件 HT 支持無縫融合 HTML5 各項多媒體功能，聯(lián)動空冷機設備，對其設定壓力、設定溫度、以及設定功率等展開動態(tài)監(jiān)測，并對區(qū)域內(nèi)的所有設備進行了運行時間的監(jiān)測以及累計展示。

計量區(qū)設備管理

點擊三維場景內(nèi)計量廠房浮現(xiàn)屬性信息，詳盡展示油體計量總數(shù)以及液體計量總數(shù)。不同計量區(qū)的運行時間、連續(xù)運行時間以及綜合設備利用率 OEE 在 2D 面板展示。

調(diào)壓區(qū)設備管理

基于 Web 端的 UI/2D/3D、GIS、BIM 及 VR/AR 等可視化工具及應用，系統(tǒng)支持對調(diào)壓區(qū)的運行時間、連續(xù)運行時間以及綜合設備利用率 OEE 實時累計統(tǒng)計并平鋪在顯示器上。

安全防護

油氣管道及其附屬設施的安全至關(guān)重要，目前主要依靠人工巡護的方式進行保護。人工巡護的方式在時空覆蓋性上無法實現(xiàn) 24 小時無盲區(qū)管控，存在很大安全隱患。圖撲軟件通過可視化手段，以電流電壓、能耗、設備告警三層對象為管控要點，連接各分散監(jiān)控系統(tǒng)進行集中管理，最終實現(xiàn)油氣管道安全防護，從“人防人控”向“技防技控” 轉(zhuǎn)型升級。

節(jié)能減電流電壓

電流電壓模塊通過優(yōu)化整合各系統(tǒng)資源，對壓縮機實時電流電壓以及能耗實行集中監(jiān)視，并通過折線圖反映變化趨勢，幫助業(yè)務人員實現(xiàn)電壓電流以及能耗的在線監(jiān)測及動態(tài)分析，把握設備安全情況。

節(jié)能減排設備監(jiān)控

設備監(jiān)控中，對告警設備數(shù)量進行時間段（周/月/年）的分層統(tǒng)計，并對設備告警信息進行詳細整理與統(tǒng)計。工作人員可根據(jù)可視化系統(tǒng)，通過趨勢分析、報警類目、操作指令等方式獲取異常設備情況，解決異常問題。三維場景內(nèi)產(chǎn)生故障設備將觸發(fā)系統(tǒng)告警，巡檢人員可快速查看并維修，有效降低設備故障帶來的損失。

能耗與省管網(wǎng)反輸監(jiān)控

通過采集壓縮機與其它設備能源介質(zhì)數(shù)據(jù)，運用圖撲軟件 HT 可視化組件，構(gòu)建能源監(jiān)控可視化看板。幫助用戶結(jié)合歷史數(shù)據(jù)趨勢和警報進行分析，幫助診斷和隔離故障，提高管理效率，及時發(fā)現(xiàn)并且處理問題。

機柜間管理

3D 空間內(nèi)展現(xiàn)了機柜間三維模型以及機柜分布。與底層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行集成，能實時查看溫濕度、漏水監(jiān)測等動環(huán)數(shù)據(jù)，能更新配電監(jiān)測實時數(shù)據(jù)。2D 面板顯示臺賬信息和配電監(jiān)測。實時的管理與監(jiān)控低壓設備以及臺區(qū)綜合評價狀態(tài)，對設備資源進行狀態(tài)查詢、參數(shù)監(jiān)測、預警告警等智能監(jiān)測功能。

廠區(qū)監(jiān)控管理

車輛與人員監(jiān)控管理

通過 HT 系統(tǒng)，可以使虛擬環(huán)境中的空間環(huán)境與現(xiàn)實中的監(jiān)控管理融合。圖撲軟件利用三維仿真可視化靈活優(yōu)勢，對廠區(qū)人員進行實時信息抓取、并通過結(jié)合企業(yè)人員打卡系統(tǒng)對工作人員進行信息的提取對比與監(jiān)測管理。支持對進出車輛與人員進行統(tǒng)計匯總，為數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能化管理奠定堅實的基礎。

廠區(qū)監(jiān)控管理

2D 面板信息集合了廠區(qū)內(nèi)各項監(jiān)控信息。圖撲軟件將廠區(qū)內(nèi)分散、孤立、視角不完整的監(jiān)控視頻統(tǒng)一整理。點擊攝像頭位置圖標即可切換至對應攝像頭，再次點擊攝像頭圖標可切換至攝像頭實時畫面，實現(xiàn)場景還原。

電子圍欄選擇固定區(qū)域為防護區(qū)域，產(chǎn)生越界行為進行報警，抓取越界圖像。用戶點擊按鈕即可查看區(qū)域位置以及人工產(chǎn)生報警行為，滿足企業(yè)廠區(qū)全局導覽、告警聯(lián)動、電子巡檢、人車定位軌跡跟蹤等管理需求，為數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能化管理奠定堅實的基礎。

海上石油開采

圖撲軟件采用自主研發(fā)的 HT for Web 組態(tài)軟件，通過可視化動畫效果和子菜單的數(shù)據(jù)可視化圖表載入，設計了海上油氣集輸智慧石油開采可視化綜合管理系統(tǒng)。打破信息壁壘與孤島，實現(xiàn)互聯(lián)互通和信息跨部門跨層級共享共用。

維修投入可視化

管理人員可直接查看設備的維修狀態(tài)報告，上面清晰列明設備維修是否到期，維修計劃是否到期，維修計劃數(shù)量是多少。通訊、除磨、變壓機是否有故障，故障是多少等等，使現(xiàn)場人員更方便、高效地進行生產(chǎn)線的管理。

設備事件可視化

整個生產(chǎn)線的設備事件通過圖撲軟件治理后狀況一目了然，性能利用率、設備利用率、合格品率等這些數(shù)據(jù)都能進行實時分析。借助數(shù)字孿生技術(shù)，準確上報設備的突發(fā)事件與運行狀態(tài)，包括閃速爐、轉(zhuǎn)爐鍋爐、空壓機、陽極爐以及污水泵等。系統(tǒng)支持將有問題的設備通過 3D 可視化直接的表現(xiàn)，2D 面板展示詳細信息，非常方便管理人員排查隱患。

2.5D 智慧油氣田

關(guān)于油氣采集的可視化系統(tǒng)，圖撲軟件還搭建了采用 2.5D 的輕量化設計線上智慧油田。系統(tǒng)以四川地圖為基，展示整個省的油田分布。通過 2D 組態(tài)了解石油勘探—石油開采—油氣集輸—井下作業(yè)—石油化學工業(yè)整個流程。

天然氣開采

對于和原油儲藏在同一層位的天然氣，會伴隨原油一起開采。圖撲軟件天然氣開采智慧可視系統(tǒng)，動畫展示氣田建設三個階段：鉆前工程、鉆進工程和完井作業(yè)。

動畫效果

模擬建造

圖撲軟件自主研發(fā)的 HT for Web 引擎，經(jīng)過搭建輕量化的場景、搭配數(shù)據(jù)面板以及動畫驅(qū)動制作了站場施工流程可視化。場景支持常規(guī)的旋轉(zhuǎn)、平移和視角縮放。結(jié)合動畫和時間軸模擬廠區(qū)各個廠房建造開工與完工的時間，可以直觀、精確地反映整個建筑的施工過程。

施工過程包括計量廠房、設備庫房、綜合設備間、變電所、壓縮機廠房、機柜間、廠房以及工藝設備區(qū)等建筑的演示。

消防預警

由于天然氣的易燃易爆危險特征，受溫度計壓力的極易發(fā)生火災、中毒與爆炸的問題。一旦對于管道的風險隱患排查不夠到位,極易發(fā)生不可估量的后果。圖撲軟件依托衛(wèi)星遙感、航空巡護、視頻監(jiān)測等手段，實現(xiàn)防火監(jiān)測立體化、智能化、可視化全天候覆蓋，可有效提升油氣管道火災監(jiān)測預防能力。

在 3D 場景中模擬發(fā)生火災情況時應急處理措施，固定區(qū)域起火，同時消防車輛進去進行滅火處理，旁邊附以處理事件時間軸。當發(fā)生火災時，智能煙感能準確探測到明火帶來的煙霧，并將準確位置傳達給管理員。同時，相應的消防車和人員都可以 3D 模擬形式在系統(tǒng)中展示，方便管理人員做出最佳救火決策。

天然氣站消防

圖撲軟件的可視化系統(tǒng)，不僅可以助力油氣管道消防，對于天然氣站消防管理，也有一套解決方案。天然氣作為可燃物對于存儲量極大的天然氣站來說是非常危險的，對其安全性的要求也是非常高。預先規(guī)劃的消防線路、人員施救方案等，通過圖撲軟件三維場景仿真模擬現(xiàn)場消防施救，為消防施救工作提供可靠有效的信息。

工藝工法

工藝工法重點模擬工法流程，運行管道走向，同時經(jīng)過設備時進行相關(guān)數(shù)據(jù)信息展示，運行中整體場景變暗，流經(jīng)部分設備及管線亮度提升。

助力低碳生產(chǎn)

低碳目標下，能源領域的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型作用更加凸顯。能源數(shù)字化的意義，不僅在于把人從繁重體力勞動中解放出來，對企業(yè)還有諸多好處。圖撲軟件通過油氣管道數(shù)字孿生系統(tǒng)，對運維數(shù)據(jù)進行實時展示，可以提升管理效率和生產(chǎn)效率，促進綠色低碳轉(zhuǎn)型。

站場智能管控

西氣東輸站場運維具有多氣源、多用戶、用戶需求種類多的特點，供氣保障難度高，站場管控壓力大。為了降低站場運行風險，提高管網(wǎng)運營效率，圖撲軟件基于運行數(shù)據(jù)，利用 HT 強大的渲染能力，搭建的可視化解決方案，形成了集中監(jiān)視的高效管控模式，實現(xiàn)站場分輸遠程自動控制，推動輸氣管道站場管理智能化轉(zhuǎn)型，使站場運營管控效率顯著提升。

設備風險智能管控

圖撲軟件通過對壓縮機組運行數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)性分析，建立智能健康感知模型，生成健康狀態(tài)量化評估指標，實時分析與預測壓縮機組健康狀態(tài)。強化設備風險智能管控，提升設備工作質(zhì)量水平。

隨著西氣東輸?shù)牟粩嗤七M，我國油氣管道里程數(shù)不斷增加，傳統(tǒng)管道運維過程中數(shù)據(jù)采集人工化、異常報警不及時、設備智能化水平等不斷凸顯。

圖撲軟件通過自主研發(fā)的 HT for Web 產(chǎn)品，將大數(shù)據(jù)，云計算，物聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)與油氣管道業(yè)務相融合，實現(xiàn)異常數(shù)據(jù)智能化預警、設備 GIS 信息動態(tài)展示等功能。從而達到降低運營成本，提高生產(chǎn)效率，減少安全隱患的目的，進而促進管道管理的標準化，規(guī)范化和智能化進程。

未來圖撲軟件將繼續(xù)堅定不移推進智慧管道的智能化運營體系構(gòu)建，努力為天然氣與管道行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供更多有益探索。

審核編輯 黃昊宇