魏宇

西南管道貴陽輸油氣分公司

摘要：針對山區管道地質災害頻發的現狀，緊密結合地災防治工作實際需要，研發管道沿線地質災害管理信息系統，通過數據整合、在線更新、可視化展示及智能分析決策等實現管道沿線地質災害的全周期管理，并為管道數字化孿生體建設奠定基礎。

關鍵詞：山區管道；地質災害；管理信息系統；數據收集；可視化

西南管道貴陽輸油氣分公司在總結提煉管道地質災害管理經驗的基礎上，研發山區管道地質災害管理信息系統，以在線遙感影像和服務為基礎，通過應用坐標算法轉換實現GIS空間數據（管道路由、站場閥室、風險區及地質災害點等）及常規數據的脫密可視化展示，并提供常規的地圖操作功能，能夠靈活瀏覽及更新地質災害及防治相關數據。同時，通過多方數據整合，實現智能統計分析，后期可結合管道數字孿生體建設，實現管道地質災害防控的智能分析決策。

1  必要性

1.1  特殊的地質條件

貴陽輸油氣分公司所處貴州境內山脈眾多，重巒疊嶂，綿延縱橫，山高谷深[1]。運營管道沿線地形起伏大，所轄管道90%以上在山區，管道最大相對高差約1100 m，最大坡度達到79.8°，地質環境異常復雜。同時，貴州屬于亞熱帶高原季風氣候，常年雨量充沛，具有降水集中、強度大、降水時間分布不均勻、局部小氣候明顯的特征，汛期暴雨、大暴雨等極端天氣多發，滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷[2]、水毀等地質災害時有發生，地質災害防控壓力巨大。

1.2  迫切的管理需求

長輸油氣管道可靠性設計、風險分析及安全評估大多應用概率論與數理統計方法來分析判斷事故發生的可能性[3]，需要大量的數據及樣本分析。公司每年投入大量資金及人力用于汛前地質災害專業排查、地質專家駐站、日常排查、地質災害監測、工程治理、汛后地質風險點復核、水工項目效果評估、汛后排查等項工作，形成的信息數據往往分散保存，存儲方式落后，存在更新不及時、展示不直觀、統計不方便等問題，影響深入分析研究。

2  管理目標

以綜合應用為導向，以動態更新為支撐，實現管道沿線地質災害及防治相關數據的深度共享與應用服務，實現未來新增業務系統的構建和接入，規范生產業務、提升管道沿線數據價值、節約管理成本。現階段重點是充分收集、整合現有地質災害及防治相關數據，結合地理學、測繪遙感學、空間科學、通信科學等實現可視化展示，并運用計算機科學、管理學，實現定制化智能統計和分析。

2.1  數據收集及更新

收集基礎信息數據包括：點狀分布的地質災害及其類型、分布、風險等級、危害程度等基本信息，段狀劃分的地質災害風險段、地質災害易發區，段狀分布的特殊敷設段。補充高后果區、焊縫排查、管段附屬設施等基礎數據。

后續更新數據包括：新增地災點、地災點變化情況及工程治理情況、地災點銷項等。駐站地質專家可作為技術支持，負責指導并審核相關數據更新及上傳。

2.2  可視化展示

以在線地圖和影像服務為基礎，通過應用坐標算法轉換實現GIS空間數據及常規數據的脫密可視化展示，并提供常規的地圖操作功能。利用圖層控制及多樣的圖例實現地災點、風險段、易發區、典型地質段、高后果區、隧道河流、站場閥室等數據在影像圖、市政圖、地形圖多種底圖上的綜合展示及查詢。通過無人機航拍實現單一地災點的全景展示，清晰掌握地地質災害的發育、規模、周邊依托、道路交通情況等。

2.3  智能分析和決策

以地理、地質數據為基礎，結合管道本體和高后果區數據，實現空間查詢和分析，以及快速、準確進行空間定位和疊加分析。根據實時更新的隱患信息，輔助地質災害風險預判，指導地質災害防治決策。后期可根據不斷完善的標準化數據，進行大數據分析、處理，實現管道地質災害智能風險評價與應急處置方案相匹配等功能。

3  功能展示

3.1  二維地圖漫游

在二維遙感影像地圖（圖 1）、地形圖（圖 2）、交通位置圖等視圖背景下對數據進行查詢和分析，同時可支持地質災害數據、高后果區數據或在線監測數據等接入其他系統。實現包括管道沿線高清影像地圖顯示、地圖縮放、漫游等常用功能，可以對地圖窗口進行動態無級縮放，對數據進行分類、分組展示。

圖 1 遙感影像視圖背景界面

圖 2 地形圖視圖背景界面

3.2  數據上傳查詢

提供數據上傳下載標準模板，完成數據入庫和發布、瀏覽查看、數據下載等功能，實現數據精準及時更新，保證管線相關空間數據和屬性數據的時效性。涵蓋災害點、風險分段、易發分區、測試樁、站場閥室、隧道、河流穿越、銷號點、特殊敷設段、高后果區等圖層。設置不同圖例，可以在影像圖、市政圖、地形圖三種底圖上綜合顯示和查詢（圖 3）。通過點擊任一數據元素，可顯示該數據相關信息，如點擊地災點則會顯示其編號、管道名稱、里程樁號、管理站場、地理位置、治理規劃分期、災害類型、經緯度、巡線工姓名、巡檢重點、災害點描述、現場圖片、風險等級等內容。

圖 3 數據綜合查詢及展示界面

3.3  全景展示

單一地質災害點的全景展示可清晰明了該地災點的類型、規模、周邊依托、道路交通情況等，涵蓋管道走向、地災范圍、細節標注。通過點擊全景圖中的道路開裂、道路垮塌、房屋裂縫等細節標注，可查看具體的細節信息和現場照片（圖 4）。

圖 4 全景影像展示界面

3.4  數據更新

日常排查、地質災害監測、工程治理、汛后地質風險點復核、水工項目效果評估、汛后排查工作所獲得的地災點變化可通過此功能導入，實現地災點數據更新及銷項。涵蓋基本信息、災害特征描述、危害方式及程度、風險消減措施、現場調查照片等數據的更新（圖 5）。

圖 5 數據更新界面

3.5  統計分析

現階段可對地質災害入庫數據進行智能統計分析，涵蓋地災類型、風險等級、特殊敷設段、銷號點、易發分區、巡檢更新等統計分析（圖 6）。

圖 6 數據統計分析界面

4  結論

山區管道地質災害管理信息系統自投入運行以來，在數據上傳、查詢、展示、更新、統計分析等多個運用場景取得了顯著效果，有效提升了管道地質災害管理水平。該系統目前仍然有不斷優化完善的空間，可進一步將水工治理、應急響應、焊口排查等基礎數據錄入，以此加強對管道地質災害的綜合分析和管理，同時與目前已投用的地災監測系統、高后果區視頻監控系統、氣象預警系統、聲光預警系統等進行聯動，數據共享，實現管道地質災害智能風險評價與應急處置方案相匹配等功能，最終實現管道沿線地質災害的全周期管理。

參考文獻：

[1]貴州省水利廳水土保持監測站.做好水土保持，促進貴州生態文明建設[J].人民珠江，2016，037(003)：99-100.

[2]楊森林，陳革平，裴永煒.貴州地質災害發育分區[J]. 貴州地質，2011， 28(2)：5.

[3]張艷梅，黃鋒，鐘靜，等.貴州主汛期極端降水事件及其環流特征分析[C].中國氣象學會年會.2010.

作者簡介：魏宇，1993年生，工學碩士，助理工程師，主要從事管道地質災害防治相關工作。聯系方式：13385116592，weiyu@pipechina.com.cn。