宮敬教授

《管道保護(hù)》編輯部：宮教授您好，當(dāng)前我國(guó)智能管道和智慧管網(wǎng)建設(shè)進(jìn)入起步階段，您新近發(fā)表的“中俄東線智能化工藝運(yùn)行基礎(chǔ)與實(shí)現(xiàn)的思考”引起了廣大讀者的關(guān)注。有一些讀者通過(guò)學(xué)習(xí)思考，向您請(qǐng)教幾個(gè)問(wèn)題。

宮敬教授：非常歡迎。我的文章對(duì)油氣管道數(shù)字化、智能化建設(shè)和發(fā)展雖然有一些研究和認(rèn)識(shí)，但總體認(rèn)知還比較粗淺、存在不足。讀者朋友所提出的問(wèn)題都比較深刻、實(shí)踐性很強(qiáng)，愿借此機(jī)會(huì)與大家交流學(xué)習(xí)、拋磚引玉，期待學(xué)術(shù)界和管道業(yè)界研究者給出更好的解答，共同推動(dòng)油氣管道的數(shù)字化和智能化建設(shè)。

問(wèn)： 數(shù)字孿生體建設(shè)是智能管道的基礎(chǔ)工作，如何有效搭建建設(shè)期數(shù)字孿生體，并使其在管道全生命周期得到有效應(yīng)用？

答： 作為第四次工業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)，數(shù)字孿生體受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的極大關(guān)注。目前，多個(gè)國(guó)際組織的技術(shù)委員會(huì)成立了數(shù)字孿生體相關(guān)的工作組。這從一個(gè)側(cè)面證明了數(shù)字孿生體技術(shù)在第四次工業(yè)革命中的地位和作用。目前，國(guó)際上還沒(méi)有建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。我本人比較認(rèn)同《三體智能革命》一書(shū)關(guān)于智能化模型的相關(guān)描述：物理實(shí)體、意識(shí)人體、數(shù)字虛體。數(shù)字虛體在沒(méi)有加載意識(shí)體之前就是我們現(xiàn)在討論的數(shù)字孿生體，是存在于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之中的所有數(shù)字代碼集合體，可仿真真實(shí)系統(tǒng)狀態(tài)和已確定行為的實(shí)體模型。未來(lái)將實(shí)體的物聯(lián)數(shù)據(jù)和意識(shí)人體的知識(shí)、推理建模引入，實(shí)現(xiàn)從物理實(shí)體→意識(shí)人體→數(shù)字虛體(數(shù)字孿生體)→物理實(shí)體的循環(huán)，最終能夠形成智能系統(tǒng)。其中知識(shí)建模、知識(shí)積累和知識(shí)驅(qū)動(dòng)是未來(lái)的難點(diǎn)。正在開(kāi)展的知識(shí)圖譜建設(shè)是智能決策系統(tǒng)建設(shè)的開(kāi)始，而數(shù)字孿生體技術(shù)是智能系統(tǒng)搭建的基礎(chǔ)。

可以說(shuō)，數(shù)字孿生體不同于以往任何類(lèi)型模型構(gòu)建和可視化，其建設(shè)本身就是與管道全生命周期高度同步和關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)性工程，在管道規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)直至退役的整個(gè)生命周期都有其對(duì)應(yīng)的工作和應(yīng)用的場(chǎng)景。

管道全生命周期從“紙上談兵”到“真槍實(shí)彈”是進(jìn)入建設(shè)期的顯著特征，標(biāo)志著管道前期規(guī)劃、設(shè)計(jì)資料的完整移交和施工應(yīng)用。這些資料涉及設(shè)備、材料、工藝、地質(zhì)、環(huán)境等大量數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)正是有效構(gòu)建數(shù)字孿生體雛形的原料。此時(shí)的數(shù)字孿生體已能夠?qū)崿F(xiàn)管道靜態(tài)的全部特征，可以為管道建設(shè)施工過(guò)程提供多角度多信息的綜合利用，如：輔助工程進(jìn)度管理、輔助資產(chǎn)采購(gòu)配置、施工質(zhì)量把控、工藝移交與校核等。

建設(shè)期是更新與完善數(shù)字孿生體的一個(gè)重要時(shí)間窗口，對(duì)此后數(shù)字孿生體的有效應(yīng)用至關(guān)重要。如果數(shù)字孿生體在此階段沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)性更新，那么可能出現(xiàn)與實(shí)際不符的問(wèn)題，直接影響其在施工移交、試壓投產(chǎn)、試運(yùn)行等階段所能發(fā)揮的綜合作用，并對(duì)此后的有效應(yīng)用帶來(lái)影響。

生產(chǎn)運(yùn)行階段，通過(guò)物理實(shí)體管道系統(tǒng)與管道數(shù)字孿生體進(jìn)行交互融合及相互映射，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)體管道系統(tǒng)對(duì)管道數(shù)字孿生體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反饋，使管道數(shù)字孿生體通過(guò)高度集成虛擬模型進(jìn)行油氣管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)仿真，形成虛擬模型和實(shí)體模型的協(xié)同工作機(jī)制，達(dá)到二者的優(yōu)化匹配和高效運(yùn)作，以實(shí)現(xiàn)安全可靠的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)、精準(zhǔn)操作，優(yōu)化控制。

綜上，由于油氣管道點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣，其數(shù)字孿生體的建設(shè)應(yīng)該分應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用目的而分類(lèi)建設(shè)。個(gè)人認(rèn)為：

（1）管道項(xiàng)目開(kāi)始規(guī)劃設(shè)計(jì)之初應(yīng)確定數(shù)字孿生體的應(yīng)用場(chǎng)景，從線路、站場(chǎng)、管道及管網(wǎng)系統(tǒng)三大層面入手，將管道數(shù)字孿生體積木化，確定承插原則、邊界及外界數(shù)據(jù)的融入（如：地理、天氣、資源、市場(chǎng)及檢查信息等）規(guī)則等。

（2）管道設(shè)計(jì)中數(shù)字化移交的一維、二維和三維模型必須具有生命力，在投產(chǎn)、試運(yùn)行階段可加載數(shù)據(jù)激活應(yīng)用模塊，使數(shù)字化移交的模型在施工、試運(yùn)行結(jié)束后成為與實(shí)體映射的孿生體，為全生命周期運(yùn)行提供靜態(tài)數(shù)字體。

投產(chǎn)完成后，關(guān)聯(lián)各種屬性、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)字和機(jī)理模型，實(shí)現(xiàn)所預(yù)設(shè)的功能。如：一個(gè)壓縮機(jī)站場(chǎng)，由各類(lèi)設(shè)備、工藝管線、測(cè)量?jī)x表、供電、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确窒到y(tǒng)組成，而它作為一個(gè)整體，又是管道系統(tǒng)的一部分。應(yīng)根據(jù)需要確定在現(xiàn)階段的積木塊，即孿生體系統(tǒng)的顆粒度。本人認(rèn)為，基于管道的特性，孿生體顆粒度要根據(jù)如何保障管道安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行來(lái)確定。如：哪些系統(tǒng)需要賦予具有生命力的三維模型，要根據(jù)需求和投入加以考慮；并非全部系統(tǒng)需要三維模型。實(shí)現(xiàn)管道數(shù)字孿生體數(shù)據(jù)對(duì)物理實(shí)體管道系統(tǒng)的實(shí)時(shí)相互映射，使其通過(guò)高度集成虛擬模型進(jìn)行管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)仿真分析，形成虛擬模型和實(shí)體模型的協(xié)同工作機(jī)制，達(dá)到二者的優(yōu)化匹配和高效運(yùn)作，是實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)動(dòng)態(tài)迭代和持續(xù)優(yōu)化時(shí)必須達(dá)到的。而根據(jù)SCADA 系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行、設(shè)備監(jiān)測(cè)、工藝運(yùn)行等數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備數(shù)字孿生體加以更新，進(jìn)行多學(xué)科、多物理量的集成仿真分析，實(shí)現(xiàn)基于可靠性安全評(píng)估和基于故障案例庫(kù)的診斷，預(yù)測(cè)設(shè)備故障及剩余壽命，給出維修維護(hù)策略，制定維修維護(hù)作業(yè)計(jì)劃，也是必須功能。

問(wèn)： 當(dāng)前各業(yè)務(wù)模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)之間的因果及邏輯關(guān)系較為明晰，分析應(yīng)用工作相對(duì)成熟，不同業(yè)務(wù)模塊之間的數(shù)據(jù)綜合分析工作應(yīng)如何開(kāi)展？管網(wǎng)業(yè)務(wù)的多源數(shù)據(jù)分析與所謂的大數(shù)據(jù)分析有何異同？

答： 不同業(yè)務(wù)模塊之間的數(shù)據(jù)分析工作應(yīng)當(dāng)從管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)聯(lián)性分析著手，以物理規(guī)律為基礎(chǔ)，以安全運(yùn)行為邊界，以?xún)?yōu)化資產(chǎn)配置、資源整合及高效運(yùn)行為目標(biāo)，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并確定分析方法。數(shù)據(jù)整合是基礎(chǔ)，分析方法是手段，需求是目的。所以，首先要解決不同來(lái)源的數(shù)據(jù)在讀取方面的問(wèn)題。

從面向生產(chǎn)和消費(fèi)的角度看，管網(wǎng)業(yè)務(wù)的多源數(shù)據(jù)分析從方法到應(yīng)用場(chǎng)景具有不同的特征。其中面向消費(fèi)的數(shù)據(jù)分析與常見(jiàn)的大數(shù)據(jù)分析相似度更高，而與此不同，面向生產(chǎn)的數(shù)據(jù)分析往往物理規(guī)律的支配性更顯著，數(shù)據(jù)的特征和數(shù)量與應(yīng)用場(chǎng)景緊密相關(guān)，并且數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)度和時(shí)效性要求更高。

關(guān)于油氣管道數(shù)據(jù)的相關(guān)問(wèn)題，我在“中俄東線智能化工藝運(yùn)行基礎(chǔ)與實(shí)現(xiàn)的思考”一文中已有論述，不再贅述。

問(wèn)： 管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的技術(shù)難點(diǎn)在哪里？階段性技術(shù)突破預(yù)計(jì)何時(shí)可以實(shí)現(xiàn)？

答： 管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的技術(shù)難點(diǎn)可以從兩方面來(lái)看，一個(gè)是理論之難，一個(gè)是應(yīng)用之難。

管網(wǎng)優(yōu)化屬于最優(yōu)化理論應(yīng)用，由于管輸介質(zhì)、管網(wǎng)特性等往往會(huì)演化成數(shù)據(jù)類(lèi)型多、約束條件多、優(yōu)化目標(biāo)多且非線性關(guān)系復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題。模型、求解算法和算力都會(huì)影響優(yōu)化結(jié)果，目前技術(shù)難點(diǎn)主要在于建模和求解方法。優(yōu)化模型有很多類(lèi)型，好的模型往往比好的求解算法和算力更重要，而建模藝術(shù)除了需要運(yùn)籌學(xué)功底外，還需要對(duì)問(wèn)題背景有足夠深刻的了解，能夠抽絲剝繭抽象出關(guān)鍵因素，使所建立的模型可以忽略掉一些因素進(jìn)行簡(jiǎn)化但仍然能刻畫(huà)問(wèn)題，保持一定的精度。目前只有在特定場(chǎng)景下進(jìn)行簡(jiǎn)化后才能取得較好的優(yōu)化效果。

在工程實(shí)際中難以落地是管網(wǎng)優(yōu)化應(yīng)用之難，這與工業(yè)整體發(fā)展水平緊密相關(guān)，目前管網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化、互聯(lián)化建設(shè)仍較為初級(jí)，需要投入更多的物 資和人才。個(gè)人認(rèn)為短期之內(nèi)提高管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的可行路徑在于打造上述閉環(huán)迭代過(guò)程，先由運(yùn)行管理方提供明確的需求和必需的數(shù)據(jù)，然后由工藝人員描述問(wèn)題背景和系統(tǒng)特征，再由優(yōu)化建模計(jì)算人員進(jìn)行模型和數(shù)據(jù)等各類(lèi)建模，嘗試不同的優(yōu)化模型和求解方法，再根據(jù)應(yīng)用反饋改進(jìn)模型，形成一個(gè)不斷迭代升級(jí)、進(jìn)化優(yōu)化的過(guò)程。

此外，管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的實(shí)際落地還需要運(yùn)營(yíng)方、優(yōu)化建模計(jì)算人員、工藝人員之間的通力合作、相互配合。要依據(jù)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行應(yīng)用評(píng)估后，再根據(jù)反饋改進(jìn)模型，真正形成這個(gè)閉環(huán)迭代流程。一些研究和應(yīng)用效果不盡人意往往是這個(gè)閉環(huán)過(guò)程中出現(xiàn)了環(huán)節(jié)脫鉤。

問(wèn)： 您能預(yù)見(jiàn)的智能管道/智慧管網(wǎng)將會(huì)給管道行業(yè)帶來(lái)哪些具體的提升？

答： 智能系統(tǒng)要具備狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行及學(xué)習(xí)提升的特征。智能管道/智慧管網(wǎng)最重要的都在一個(gè)“智”字，所謂“智”，意味著首先要降低風(fēng)險(xiǎn)，減少由于“不智”帶來(lái)的決策失誤、操作失誤以及自然失效，在保證科學(xué)性、時(shí)效性和準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上使得安全性得以提升。其次，是運(yùn)行效率的提升，通過(guò)“智”的建議或管控使得系統(tǒng)資源合理配置，管道保持高效的智能/智慧運(yùn)行和管理，上下游市場(chǎng)得以充分發(fā)展。

智能管道/智慧管網(wǎng)給企業(yè)帶來(lái)的宏觀目標(biāo)在以往中石油、中石化及中海油專(zhuān)家領(lǐng)導(dǎo)的報(bào)告中都有提及。具體的提升在于人工智能與管道結(jié)合的廣度和結(jié)合的深度，以及人工智能技術(shù)的發(fā)展水平。就目前基礎(chǔ)、現(xiàn)狀及本人認(rèn)知，宏觀上可預(yù)見(jiàn)給企業(yè)帶來(lái)如下提升：①較大降低行業(yè)的人力成本；②管網(wǎng)系統(tǒng)在整個(gè)生命周期內(nèi)運(yùn)行更加安全、高效；③較大提高事故檢測(cè)和事故處理效率；④較大提升管道行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（1）智能化管道設(shè)計(jì)。已經(jīng)在中俄東線天然氣管道上嘗試應(yīng)用，關(guān)鍵是未來(lái)能否在全行業(yè)很好的推廣應(yīng)用。智能化管道設(shè)計(jì)能避免人工失誤，實(shí)現(xiàn)全面精準(zhǔn)的計(jì)算，完成優(yōu)化科學(xué)的方案，提交規(guī)范統(tǒng)一的設(shè)計(jì)成果；并反饋給出的管道數(shù)字化模型——管道數(shù)字孿生體是否能夠滿(mǎn)足管道生產(chǎn)運(yùn)行的要求。如果這些模型可以加載，數(shù)字化、智能化平臺(tái)規(guī)范統(tǒng)一，將會(huì)給管道全生命周期的運(yùn)行管理帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）生產(chǎn)安全和運(yùn)行優(yōu)化。運(yùn)行方案制定更加便捷，運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控更加科學(xué)，事故工況的響應(yīng)更加及時(shí)。管道在一定感知、數(shù)據(jù)和機(jī)理模型融合的條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)管道運(yùn)行的精準(zhǔn)管理和智能決策。同時(shí)，能夠根據(jù)數(shù)字孿生體的數(shù)體演化，對(duì)事故事件進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警及精確控制。

（3）設(shè)備故障診斷和智能決策維護(hù)。通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣管道關(guān)鍵設(shè)備的狀態(tài)、參數(shù)、負(fù)荷等進(jìn)行感知及多種監(jiān)控信息智能處理（歷史、現(xiàn)狀及未來(lái)的關(guān)聯(lián)分析），評(píng)估設(shè)備的狀態(tài)、不同任務(wù)的可靠性并給出維護(hù)維修策略。

（4）完整性管理和可靠性預(yù)估。在具有完整數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，智能管道系統(tǒng)形成的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、定期檢測(cè)數(shù)據(jù)、歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，耦合外部環(huán)境數(shù)據(jù)等，可實(shí)現(xiàn)油氣管道全生命周期的完整性管理和定量的可靠性分析。同時(shí)，可明確油氣管道可靠性差距，采用相應(yīng)的可靠性增強(qiáng)措施和方案，實(shí)現(xiàn)在當(dāng)前以及未來(lái)的油氣供應(yīng)保障程度評(píng)價(jià)和與之相應(yīng)的投入產(chǎn)出分析。

（5）智能化管道事故救援體系。目前管道系統(tǒng)的事故應(yīng)急救援體系分散，存在信息滯后、應(yīng)急預(yù)案不夠精準(zhǔn)、各方協(xié)調(diào)不暢等困難。智能化救援體系可基于完備的信息平臺(tái)，根據(jù)事故發(fā)生地點(diǎn)、險(xiǎn)情和環(huán)境等信息自動(dòng)生成針對(duì)性搶險(xiǎn)方案，將方案發(fā)送至相關(guān)部門(mén)協(xié)助指揮員協(xié)調(diào)資源和行動(dòng)，在短時(shí)間內(nèi)用最合理的方案完成搶險(xiǎn)，有效地減少事故損失。

問(wèn)： 智能管道目前存在卡脖子的技術(shù)主要有哪些？未來(lái)如何解決和應(yīng)對(duì)？

答： 這個(gè)問(wèn)題實(shí)在是太大，我僅就我自己的認(rèn)知和了解的情況談點(diǎn)看法，肯定會(huì)與實(shí)際情況有差異，算是拋磚引玉吧，期待讀者認(rèn)真調(diào)研思考，最終能夠參與到智能管道的建設(shè)中來(lái)�？ú弊蛹夹g(shù)可以從硬件和軟件兩個(gè)角度看。

在數(shù)字管道、智能管道概念提出來(lái)以后，國(guó)內(nèi)廠商開(kāi)始面向油氣行業(yè)提供一些硬件方案與技術(shù)，但都是局部應(yīng)用。我國(guó)與智能管道相關(guān)的硬件設(shè)備（感知設(shè)備、數(shù)據(jù)采集和傳輸設(shè)備等）中的自主產(chǎn)品越來(lái)越多，但還有一些關(guān)鍵控制設(shè)備依賴(lài)于進(jìn)口。為了智能管道的全面感知，需要研制廉價(jià)的感知設(shè)備；為進(jìn)行多源海量數(shù)據(jù)處理要配備更高效的計(jì)算軟硬件。我相信，國(guó)內(nèi)廠家能夠解決智能管道需要的硬件問(wèn)題，即便暫時(shí)管網(wǎng)感知顆粒度不夠細(xì)致，也可以用仿真計(jì)算替代。

而智能管道的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)，靈魂是軟件，這是最重要的卡脖子技術(shù)。我國(guó)沒(méi)有針對(duì)管輸企業(yè)的信息集成規(guī)范，長(zhǎng)輸管道分布廣、地形復(fù)雜、涉及面多，與一般企業(yè)差異較大，需要統(tǒng)一規(guī)劃管道信息數(shù)據(jù)；我國(guó)尚無(wú)實(shí)現(xiàn)智能管道應(yīng)用的成熟軟件產(chǎn)品，技術(shù)和商業(yè)成熟度均落后發(fā)達(dá)國(guó)家20年左右。我非常同意《鑄魂》一書(shū)作者的觀點(diǎn)：工業(yè)軟件是改革開(kāi)放以后，唯一一個(gè)與國(guó)外同行不斷拉大差距的工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域。

隨著數(shù)字技術(shù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、國(guó)家對(duì)創(chuàng)新的重視及意識(shí)到在智能化進(jìn)程中軟件的作用，行業(yè)內(nèi)外人士已形成共識(shí)：我們已經(jīng)到了解決智能管道難題、發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)的歷史最好時(shí)期。雖然在基礎(chǔ)工業(yè)軟件上差距巨大，但在工業(yè)技術(shù)應(yīng)用軟件上，可以以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智慧管網(wǎng)應(yīng)用為切入點(diǎn)，自主開(kāi)發(fā)適用于我國(guó)智慧管網(wǎng)的基于模型加基于數(shù)據(jù)的工業(yè)技術(shù)應(yīng)用軟件。從大的方面講應(yīng)該參考發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)制定類(lèi)似的發(fā)展計(jì)劃引導(dǎo)學(xué)術(shù)界、工業(yè)界、商業(yè)界形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、強(qiáng)強(qiáng)合作、全力攻關(guān)的良好局面；從小的方面講智能管道并非一個(gè)行業(yè)就能實(shí)現(xiàn)，應(yīng)支持已掌握一定技術(shù)的相關(guān)團(tuán)隊(duì)合作或參與關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用；同時(shí)，發(fā)掘培養(yǎng)更多具有綜合素質(zhì)的管理人才、研發(fā)人才和應(yīng)用型人才也同樣重要。

問(wèn)： 您在文章里提到“中俄東線具備了工藝運(yùn)行智能化的硬件和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，如果擁有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中臺(tái)或數(shù)據(jù)平臺(tái)，將能更好地實(shí)行智能工藝運(yùn)行控制系統(tǒng)”。現(xiàn)在一些管道企業(yè)正在豐富智能化硬件和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也在洽談與阿里巴巴數(shù)據(jù)中臺(tái)、業(yè)務(wù)中臺(tái)的合作。若想更好地實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)中臺(tái)或業(yè)務(wù)中臺(tái)的聯(lián)動(dòng)，在建設(shè)過(guò)程中，除了開(kāi)發(fā)精確的算法外，管道企業(yè)還需要注意什么關(guān)鍵因素？

答： 這個(gè)問(wèn)題也非常大，我僅能談一點(diǎn)自己的認(rèn)知，不見(jiàn)得正確。管道企業(yè)已建立了很多數(shù)字化管理體系，如：數(shù)字管道建設(shè)平臺(tái)、管道完整性管理平臺(tái)、管道生產(chǎn)管理系統(tǒng)平臺(tái)和 ERP 系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)為智慧管網(wǎng)建設(shè)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。企業(yè)的數(shù)據(jù)中臺(tái)或數(shù)據(jù)平臺(tái)是智能管道建設(shè)的基礎(chǔ)，也是意識(shí)體決策的信息來(lái)源。其關(guān)鍵因素包括：①已有數(shù)據(jù)系統(tǒng)如何在數(shù)據(jù)平臺(tái)上統(tǒng)一管理和調(diào)用；②解決管道現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)匯聚到平臺(tái)的數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問(wèn)題；③圍繞油氣管道安全高效運(yùn)行和高質(zhì)量運(yùn)營(yíng)，規(guī)劃系統(tǒng)多場(chǎng)景、多層次應(yīng)用軟件。通過(guò)調(diào)用、組合、封裝及二次開(kāi)發(fā)，將油氣管道特有的工藝控制方法、運(yùn)行維護(hù)技術(shù)、運(yùn)營(yíng)規(guī)則等軟件化，形成適用于油氣管道的專(zhuān)業(yè)工業(yè)化軟件，一大部分可以成為管道行業(yè)的APP應(yīng)用，這里需要強(qiáng)調(diào)一下，這些軟件要分層次、分批次有步驟進(jìn)行；④在智能管道建設(shè)中需要管理人才、研發(fā)人才及應(yīng)用型人才通力配合，才能取得應(yīng)有的成效。

希望各級(jí)決策者能夠?qū)�工業(yè)技術(shù)軟件給予足夠的重視，把我國(guó)已經(jīng)有的、能夠與平臺(tái)結(jié)合的基于網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)的軟件整合起來(lái)。

問(wèn)： 您在文章中指出“目前大多數(shù)企業(yè)的智能管道方案局限于管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示、智能設(shè)備應(yīng)用等，在管道數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)等方面，我們還處于初級(jí)階段”。從國(guó)情考慮，您對(duì)建設(shè)智慧管網(wǎng)各項(xiàng)工作的“幾步走”戰(zhàn)略，有怎樣的建議？比如先發(fā)展什么技術(shù)，再攻克什么技術(shù)？

答： 這個(gè)問(wèn)題非常之大不是我能回答的。分幾步走，取決于我國(guó)技術(shù)發(fā)展、企業(yè)的短期和長(zhǎng)期規(guī)劃、已有管道的基礎(chǔ)、新建管道的投資、工業(yè)控制和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。可以肯定的是，所有的發(fā)展都要從油氣管網(wǎng)的實(shí)際出發(fā)，首先要解決最迫切的問(wèn)題，以需求為牽引，以問(wèn)題為導(dǎo)向，以安全經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)�？赡苄枰�全面梳理、開(kāi)展一定研究才能給出具體的建議。

問(wèn)： 您在文章中介紹“目前國(guó)內(nèi)外在數(shù)據(jù)平臺(tái)和模擬方面，已經(jīng)有很多商業(yè)化的應(yīng)用”。 國(guó)外在數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)方面、模型軟件開(kāi)發(fā)方面，有什么先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)值得借鑒？我們自身有哪些強(qiáng)項(xiàng)可以發(fā)展和利用？”

答： 國(guó)外在數(shù)據(jù)平臺(tái)和模擬等方面的研究，最近《油氣儲(chǔ)運(yùn)》等雜志已經(jīng)做了很多介紹，不再贅述。

目前，第四次工業(yè)革命的蓬勃興起，帶來(lái)了很多新概念和新技術(shù)。這些新概念的背后是非常核心的關(guān)鍵技術(shù)，就是工業(yè)技術(shù)軟件。而我國(guó)有很多對(duì)管道工業(yè)技術(shù)熟悉、且還開(kāi)發(fā)過(guò)很多小軟件的人員（高校和 研究所此類(lèi)人員較多），可以在統(tǒng)一的平臺(tái)開(kāi)發(fā)環(huán)境下，組織研發(fā)適用于我國(guó)油氣管道不同應(yīng)用場(chǎng)景、不同功能的工業(yè)技術(shù)APP軟件，使我們可以在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和云平臺(tái)軌道上前進(jìn)，在應(yīng)用上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

問(wèn)： 您還提到“‘一張網(wǎng)’建成，需要各單位協(xié)作，需要建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)平臺(tái)”。除此之外，是集合力量建立標(biāo)準(zhǔn)化的智慧管網(wǎng)建設(shè)方法，還是鼓勵(lì)各單位通過(guò)科技創(chuàng)新，發(fā)展特色。在這方面有怎樣的建議？

答： 是不是集合力量建立標(biāo)準(zhǔn)化的智慧管網(wǎng)建設(shè)方法我說(shuō)不好，但是，不希望重復(fù)開(kāi)發(fā)、重復(fù)立項(xiàng)。建議由國(guó)家油氣管網(wǎng)公司統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上，可以鼓勵(lì)各單位通過(guò)科技創(chuàng)新，發(fā)展特色。而各單位建立的系統(tǒng)，要能夠在國(guó)家管網(wǎng)平臺(tái)上推廣應(yīng)用。當(dāng)然，我還建議國(guó)家油氣管網(wǎng)公司及分公司要有相應(yīng)的部門(mén)和固定的人員與高校、研究所及科技公司合作開(kāi)發(fā)智慧管網(wǎng)所需要的工業(yè)技術(shù)軟件。這些軟件應(yīng)該是可應(yīng)用的，而不是供驗(yàn)收和取得軟件著作權(quán)的。工業(yè)技術(shù)軟件也需要有持續(xù)升級(jí)、升版的過(guò)程，需要借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，與研發(fā)項(xiàng)目組進(jìn)行長(zhǎng)期的合作、持續(xù)的改進(jìn)，這樣才能夠使我國(guó)油氣管道一點(diǎn)一點(diǎn)的智能起來(lái)。

《管道保護(hù)》編輯部： 我們代表讀者向您表示衷心感謝。（“中俄東線智能化工藝運(yùn)行基礎(chǔ)與實(shí)現(xiàn)的思考”刊于《油氣儲(chǔ)運(yùn)》 2020年第2期第130～139頁(yè)）

作者簡(jiǎn)介：宮敬，教授，博士生導(dǎo)師，享受?chē)?guó)務(wù)院政府津貼。 1962年生， 1982年畢業(yè)于撫順石油學(xué)院油氣儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)，獲工學(xué)學(xué)士學(xué)位； 1988年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)，獲工學(xué)碩士學(xué)位； 1995年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位。

現(xiàn)任國(guó)家安全生產(chǎn)專(zhuān)家，石油工程學(xué)會(huì)地面工程工作部副主任；油氣管道輸送安全國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任、工藝分室副主任，中國(guó)石油油氣儲(chǔ)運(yùn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等6個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員；擔(dān)任中國(guó)石油學(xué)會(huì)石油儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員、北京石油學(xué)會(huì)石油應(yīng)用和儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)委員，《油氣儲(chǔ)運(yùn)》等5種學(xué)術(shù)期刊的編委。聯(lián)系方式： 13501036944， ydgj@cup.edu.cn。

宮敬教授長(zhǎng)期從事油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的教學(xué)與科研工作，是國(guó)內(nèi)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程領(lǐng)域的著名專(zhuān)家。參加了我國(guó)“十五”“十一五”“十二五”“十三五”大型油氣管道評(píng)審與科研工作。榮獲2011年全國(guó)百篇優(yōu)秀博士論文指導(dǎo)教師、 2010年全國(guó)優(yōu)博論文提名指導(dǎo)教師。多年來(lái)一直致力于多相流理論、深水流動(dòng)安全保障理論與技術(shù)、油氣田集輸工藝技術(shù)、油氣管道仿真技術(shù)、油氣長(zhǎng)距離管道輸送理論與技術(shù)的研究，主持承擔(dān)國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)課題和子課題6項(xiàng)，國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目4項(xiàng)，中石油、中海油、中石化科技攻關(guān)等高層次科研項(xiàng)目60余項(xiàng)，參加國(guó)家自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家“863計(jì)劃”項(xiàng)目6項(xiàng),同時(shí)，每年還承擔(dān)多項(xiàng)管道企業(yè)的科研項(xiàng)目。在油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)應(yīng)用中，大落差管道運(yùn)行及控制理論填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，處于國(guó)際先進(jìn)水平；在油氣多相流及流動(dòng)安全保障理論與技術(shù)方面，以國(guó)家自然基金和國(guó)家油氣重大專(zhuān)項(xiàng)為依托，建立了蠟和水合物固相沉積預(yù)測(cè)理論和方法，開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)首套海上氣田虛擬計(jì)量和流動(dòng)管理系統(tǒng)，并正在推廣應(yīng)用；研究和建立了成品油管道順序輸送動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型和地形復(fù)雜成品油管道運(yùn)行模擬技術(shù)，取得了較好的理論創(chuàng)新和應(yīng)用效果。在天然氣管道輸送安全方面，通過(guò)理論和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究，提出了西氣東輸管道氣質(zhì)要求，為我國(guó)大型管道天然氣氣質(zhì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)制定提供了依據(jù)；給出了中亞天然氣管道氣質(zhì)談判依據(jù)；研制出了輸氣管道中減壓波計(jì)算模型和軟件；結(jié)合西氣東輸管道和西氣東輸二線運(yùn)行狀態(tài)，提出了天然氣干線管道安全運(yùn)行參數(shù)，為天然氣管道安全輸送和西氣東輸二線管道設(shè)計(jì)提供了有力的技術(shù)支持。目前，正在致力于油氣管網(wǎng)和集輸系統(tǒng)數(shù)字化、智能化研究。

在Applied Energy、 fule、 Energy & fule 、 Fluid PhaseEquilibria、 Journalof Petroleum Science and Engineering、Chemical Engineering Research & Design、石油學(xué)報(bào)、力學(xué)學(xué)報(bào)、石油大學(xué)學(xué)報(bào)、化學(xué)工程等刊物及國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議發(fā)表論文170余篇，其中SCI、 EI、 ISTP收錄110余篇次；主編、參編專(zhuān)著7部，研究成果獲省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，二等獎(jiǎng)6項(xiàng)，三等獎(jiǎng)4項(xiàng)。獲省部級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。