1. 研究目的与意义（文献综述）

1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1.1 目的与意义

近年来，在工业发展发面最为火热的技术无疑是物联网与德国人提出的工业4.0概念。物联网被称为信息科学技术产业的第三次革命，工业4.0则是利用信息化技术促进产业变革的时代，也就是智能化时代。当今时代，信息化与工业化呈现加速融合趋势。

2. 研究的基本内容与方案

2、基本内容和技术方案

2.1 基本内容

2.1.1智能管道需求分析

随着输油气管道的高速建设，构建智能管网的需求越来越强烈。智能管道是指实现了可靠、安全、经济、高效、环境友好的油气管道。

安全可靠方面的需求：当因设备故障或第三方破坏引发泄漏和管道输量降低时，及时警告并提供应急预案供调度人员选择；实现对自然与地质灾害的预防、预警，动态分析自然与地质灾害对管道生产的影响范围，制定合理可行的预防措施。

经济高效方面的需求：准确计量油气管道的运行成本，按照供求平衡的基本规律，研究提出最优化的压缩机、泵、炉等主要能耗设备的运行方案，减少油气输送和分配的损耗，科学实现多种油气资源（进口油、自产原油或天然气、煤层气、LNG 等）的合理配置，使管道的生产和资产利用更加高效。

环境友好方面的需求：加强管道的安全预警，防止第三方破坏和泄漏，强化对高后果区管道状况的监控，保证管道沿线的环境质量。

2.1.2智能管道功能设计

本设计的目的在于扩展原有管道测量系统的信息测量种类，从而建立更全面的数据库，便于实现系统可靠的分析与决策。规划设计了以下功能：

全面信息感知：对管道内、外、环境的全面信息测量，包括设备状态感知管道本体感知环境感知和事故感知四个层面的全面感知；设备状态感知主要对阴极保护和阀门进行监测。

有线与无线联合通信：由于智能仪表及其它自动控制设备的发展,在长输管道中,现场总线(Field Bus)技术越来越受到人们的重视和应用。用户可以大量减少现场接线,用单个现场仪表可实现多变量通信,不同制造厂生产的装置间可以完全互操作,增加现场一级控制功能,系统集成得到简化,并且维护十分方便。从现场总线接线盒到中央控制室仅需一根线即可完成数字通信。对于处于偏远地区没有电力条件的管道给出基于ZigBee无线通信技术和3G网络的石油管道监测方式，实现无线条件下的数据传输。

设备自动控制：传感器收集的数据经总线传输至分输站总控室或企业控制室，经SCADA系统判断分析处理给出故障排除方案，由人工判断指令合理性并将指令传输至自动控制终端，如自控阀门、输油泵机组等，通过自动化设备完成故障的现场处理。

现场测试反馈：现场自控设备工作状态改变后，测试系统对故障点信息进行再感知，传输回SCADA系统与正常工况数据比较，完成一次事故排除流程。

2.1.3智能管道完整性设计

管道外：主要通过在规划位置加装如应变、壁厚、深部位移等传感器，构建起全方位覆盖管道外部的传感器网络，实时监测管道外壁形变、阴保设备是否正常工作、地质及水文等自然环境的变化，在油气管道漏出地表的位置、高后果区域、自动化阀门处架设摄像装置（低功耗，太阳能充电），实现远程图像的传输，便于中控室决策分析。

管道内：利用目前正在使用的管道内检测设备进行扫线检测流程，检查管道内壁腐蚀、冲击磨损情况和堵塞等异常工况。

通信模块：设计无线模块的布局和各线路的走线布置。

2.1.4智能管道原型设计

画出一段拟实施智能长输管道的示意图，包括智能管道完整性设计中的各个设备、线路的布局情况。并对智能管道测试系统中设计的各个设备给出功能解释。

2.2 研究目标

为了拓展目前常规SCADA系统所测量的信息种类，实现信息全面感知。传统的管道压力、流量和温度等基础数据只能反映管道的运行状况，以及管道是否发生异常工况；近些年在负压波法、超声波法等新兴检漏方法的应用下，可较精确地分析出异常工况的位置，但是对于分析事故原因，或者事故预警仍没有起到作用，而智能管道的要求正是要达到全方位的信息处理，从而满足管道、环境、人的信息联通，实现事故预警、可视化生产等高级的生产管理模式。

促进大数据、云计算等技术在传统工业中的实践与应用。适应工业4.0带来的变革，目前光纤、无线通讯等信息传播方式的极大发展为信息、数据的传递带来极大的便利；这些数据传输手段与计算方式包括人工智能在内的一系列技术可以使传统工业再焕青春，也是管道行业迈向未来的必由之路。尽早加入智能化元素使管道行业能够紧跟时代潮流。

2.3 技术方案

3. 研究计划与安排

3、进度安排

第1 －3周 ：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定方案，完成开题报告。

第4 －6周 ：修改完善开题报告，进行相关设计，传感器选型。

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

[1]吴爱国,何信.油气长输管道scada系统技术综述[j].油气储运,2000(03):43-46 58-7.

[2]杨嘉琦.数据采集scada系统的研发与应用[j].中国管理信息化,2018,21(03):60-63.