基于BIM理念的智慧管網(wǎng)信息模型V2.0

智慧管網(wǎng)信息模型V2.01基于BIM理念的基于BIM理念的智慧管網(wǎng)信息模型01

油氣管網(wǎng)建設(shè)運維現(xiàn)狀02

智慧管網(wǎng)實現(xiàn)的關(guān)鍵03

BIM在工程建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)的價值04

管網(wǎng)信息模型（

PIM

）05

PIM的延伸應(yīng)用21油氣管網(wǎng)建設(shè)運維現(xiàn)狀持續(xù)投資硬件設(shè)備積極完善石油系統(tǒng)的頂層設(shè)計設(shè)定智慧管網(wǎng)建設(shè)目標，明確六大特征通信設(shè)備、

網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完善積極落實信息化體系的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)六大特征的四項關(guān)鍵技術(shù)3

持續(xù)投資硬件設(shè)備4西北能源通道西南能源通道海上能源通道管線里程增加意味著管理體系負荷的增加截至2018年已建成油氣管道13.31萬公里。

到2025年，將達到24萬公里。東北能

源通道

持續(xù)投資硬件設(shè)備現(xiàn)如今，石油管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)備已具世界一流，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，管

網(wǎng)的“感知交互可視”

已經(jīng)逐步實現(xiàn)。·重點地段視頻監(jiān)控·無人機巡航及圖像識別·智能巡線·管道安全預(yù)警與泄露檢測·地質(zhì)災(zāi)害檢測與預(yù)警5

通信設(shè)備、

網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完善VSATNetworkWireless雙冗余骨干網(wǎng)多種保護的LAN/WAN太陽能--柴油混合供電計量站監(jiān)控中心壓縮機站/泵站閥室站計量站管道光纖●光纖實現(xiàn)全覆蓋雙回路鋪設(shè)（當(dāng)發(fā)生中斷，可以反

向傳輸）●公共信號（GPRS/3G/4G）、

衛(wèi)星作為備用通道傳輸PTT

ECV

Telepresence融臺通信集成會議移動辦公多媒體通信6閥室站PowerVoIP

積極完善石油系統(tǒng)的頂層設(shè)計總體架構(gòu)

：在原有ERP系統(tǒng)、

PPS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，新增數(shù)據(jù)中心、

設(shè)備管理系統(tǒng)、

管道工程建設(shè)項目管理系統(tǒng)、

云設(shè)計平臺等信息平臺，形成各信息系統(tǒng)緊密協(xié)同與深度融合的總體架構(gòu)。7基礎(chǔ)應(yīng)用*職能支持類信息系統(tǒng)：電子采購系統(tǒng)、

FMIS、

總部ERP應(yīng)用集成系統(tǒng)、

人力資源管理系統(tǒng)、

公共數(shù)據(jù)編碼平臺、

健康安全環(huán)保系統(tǒng)、

企業(yè)信息門戶系統(tǒng)、

辦公管理系統(tǒng)、

檔案管理系統(tǒng)、

節(jié)能節(jié)水管理系統(tǒng)。工程建設(shè)生產(chǎn)運行管道管理管道ERP系統(tǒng)管道數(shù)據(jù)中心*職能支持類信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)移動應(yīng)用平臺管道完整性管理

系統(tǒng)項目建設(shè)管理

系統(tǒng)管道生產(chǎn)管理

系統(tǒng)云設(shè)計平臺設(shè)備管理系統(tǒng)

積極完善石油系統(tǒng)的頂層設(shè)計界面劃分：按照總體架構(gòu)設(shè)計，提出了面向智慧管網(wǎng)的企業(yè)管理的整體功能架構(gòu)和信息系統(tǒng)間的界面劃分。8ERP/設(shè)備管理系統(tǒng)PPS物資采購職能支持系統(tǒng)HSE系統(tǒng)合同管理系

統(tǒng)人力資源管

理系統(tǒng)FMIS融合系統(tǒng)資金管理平

臺股權(quán)管理系

統(tǒng)OA系統(tǒng)協(xié)同辦公平

臺審計管理系

統(tǒng)管道完整性管理系統(tǒng)項目建設(shè)管理系統(tǒng)云設(shè)計平臺可研設(shè)計施工圖設(shè)計進度、質(zhì)量、外

協(xié)違章占壓清理施工、安裝、調(diào)

試完整性評價施工圖設(shè)計管理油氣田生產(chǎn)能力倉儲及庫存

管理儲存/氣化能力驗收物流管理高后果區(qū)識

別前期管理初步設(shè)計管理效能評價運行統(tǒng)計腐蝕防護風(fēng)險評價領(lǐng)料維修工單計量管理能耗管理線路巡檢采購管理成本核算缺陷修復(fù)到貨驗收財務(wù)管理調(diào)度管理數(shù)據(jù)采集內(nèi)外檢測初步設(shè)計投資一體化

系統(tǒng)維修維護計

劃預(yù)防性維護計

劃客戶用氣需求管容能力計算SCADA系統(tǒng)故障通知單設(shè)備臺賬設(shè)備巡檢運行方案管輸收入管輸計劃投產(chǎn)運行結(jié)算單

設(shè)定智慧管網(wǎng)建設(shè)目標，明確六大特征目標：智慧管網(wǎng)是在標準統(tǒng)一和管道數(shù)字化的基礎(chǔ)上，以數(shù)據(jù)全面統(tǒng)一、

感知交互可視、

系統(tǒng)融合互聯(lián)、

供應(yīng)精準匹配、

運行智能高效、

預(yù)測預(yù)警可控為目標，通過

“端

+云

+大數(shù)據(jù)”的體系架構(gòu)集成管道全生命周期數(shù)據(jù)，提供智能分析和決策支持，用信息化手段大幅提升質(zhì)量、

進度、

安全管控能力，實現(xiàn)管道的可視化、

網(wǎng)絡(luò)化、

智能化管理，最終形成具有全面感知、

自動預(yù)判、

智能優(yōu)化、

自我調(diào)整能力，且安全高效運行的智慧油氣管網(wǎng)。全生命周期內(nèi)管道本體及周邊環(huán)境數(shù)據(jù)真實準確、標準統(tǒng)一運行方案自動實時優(yōu)化，提升運行效

率，降低運行成本基于管道全生命周期數(shù)據(jù)庫，管道各業(yè)務(wù)系統(tǒng)相融合，消除信息孤島，實現(xiàn)協(xié)同聯(lián)動實施完整性管理，維護維修及時，風(fēng)險

提前預(yù)測，隱患提前預(yù)警、應(yīng)急自動觸

發(fā)、應(yīng)急方案自動生成、應(yīng)急資源主動

推送、事故案例充分利用，實現(xiàn)管道安

全可控9對管道信息進行精確采集、數(shù)據(jù)共享、

全景可視化展示，精準感知管道安全

狀態(tài)精準識別物資需求信息，推行“集儲

代儲+精確倉儲”新模式，打造智能

敏捷、精益高效的供應(yīng)鏈智慧管網(wǎng)

六大特征供應(yīng)精準匹配

運行智能高效

系統(tǒng)融合互聯(lián)

數(shù)據(jù)全面統(tǒng)一

感知交互可視預(yù)測預(yù)警可控2智慧管網(wǎng)實現(xiàn)的關(guān)鍵.

提升數(shù)據(jù)能力的重點.

BIM10

實現(xiàn)六大特征的四項關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：

智慧管網(wǎng)主要運用物聯(lián)網(wǎng)、

云計算、

大數(shù)據(jù)、

人工智能等關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)全面感知、

自動預(yù)判、自我調(diào)整和智能優(yōu)化四大能力，實現(xiàn)質(zhì)量、

進度、

安全全方位、

深層次管控以及管網(wǎng)運營效益最大化。11人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為實現(xiàn)全面精準的感知提供了豐富準確的技術(shù)手段云計算技術(shù)為各種新技術(shù)的應(yīng)用、

資源配置和模型計算提供了高效可靠的技術(shù)保障虛擬現(xiàn)實大數(shù)據(jù)技術(shù)為實現(xiàn)管道生產(chǎn)的高效優(yōu)化、

資產(chǎn)管理的安全可靠提供了科學(xué)合理的技術(shù)平臺溫度傳感器人工智能技術(shù)為實現(xiàn)管道的專業(yè)化決策和智能化管控提供了先進創(chuàng)新的技術(shù)支撐輸油泵頭管道數(shù)據(jù)自動采集智能巡檢終端應(yīng)力傳風(fēng)力傳

智能陰感

感

保樁

外部市場數(shù)據(jù)收集輿情數(shù)據(jù)風(fēng)險預(yù)警

數(shù)據(jù)政策法規(guī)數(shù)據(jù)管輸用戶

數(shù)據(jù)

云計算技術(shù)大數(shù)據(jù)技術(shù)人工智能技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

站庫數(shù)據(jù)自動采集

智能攝像壓縮機壓力傳感器自然語言處理光纖光柵機器視覺深度學(xué)習(xí)優(yōu)化技術(shù)無人機RFID 關(guān)鍵技術(shù)的分解——數(shù)據(jù)能力是重中之重12大規(guī)模存儲能力高速檢索能力數(shù)據(jù)能力是核心能力對策響應(yīng)能力數(shù)據(jù)存儲能力數(shù)學(xué)建模

和分析能力人工智能技術(shù)智能管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)云計算技術(shù)大數(shù)據(jù)技術(shù)分布式計算技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸能力數(shù)據(jù)分析能力并行計算技術(shù)虛擬化技術(shù)規(guī)?；渴饘＜蚁到y(tǒng)進化算法機器學(xué)習(xí)模糊邏輯 智慧管網(wǎng)的發(fā)展依賴數(shù)據(jù)能力的改進13提升數(shù)據(jù)能力的重點數(shù)據(jù)庫能力是數(shù)據(jù)能力中承上啟下的環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)流數(shù)理統(tǒng)計機器學(xué)習(xí)預(yù)測分析數(shù)據(jù)交互14數(shù)據(jù)庫提升數(shù)據(jù)能力的重點同樣使用Oracle，為什么Oracle

工程師架設(shè)的數(shù)據(jù)庫性能通常比我自己架設(shè)的強？不同數(shù)據(jù)庫會存在性能差異，

什么因素會導(dǎo)致這一差異？同樣使用MySQL，同樣的吞吐性能，為什么有的響應(yīng)快，有的響應(yīng)慢？同樣架設(shè)在云端，為什么

支付寶響應(yīng)那么迅速？15提升數(shù)據(jù)能力的重點數(shù)據(jù)框架設(shè)計數(shù)據(jù)分類策略數(shù)據(jù)存儲的有序性索引系統(tǒng)設(shè)計數(shù)據(jù)提取的高效性16他山之石可以攻玉——

BIMBIM，即建筑信息模型(BuildingInformation

Modeling)，1975

年由喬治亞理工大學(xué)的查克伊斯

特曼（Chuck

Eastman）教授提

出。17BIM就是一個共享的知識資源數(shù)據(jù)庫，是一個分享有關(guān)這個設(shè)施的信息，為該設(shè)施從建設(shè)到拆除的全生命周期中，所有決策提供可靠依據(jù)的數(shù)據(jù)源。

BIM（建筑信息模型）183BIM在建筑工程領(lǐng)域內(nèi)的價值

BIM——三維可視BIM——數(shù)據(jù)框架BIM——交互媒介BIM在工程建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)的價值19

BIM在建筑工程領(lǐng)域內(nèi)的價值交互媒介建筑使用者通過信息化系統(tǒng)向建筑運營者發(fā)出要求并及時獲得響應(yīng)的過程，這個過程是依賴于BIM數(shù)據(jù)框架和邏輯關(guān)系。BIM就是這個過程中的中間媒介。三維可視三維可視不僅僅給工程建設(shè)行業(yè)帶來了更

好的交互體驗，也提供了一種以建筑構(gòu)件

為基本單元的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)規(guī)則。20

BIM在建筑工程內(nèi)的價值——數(shù)據(jù)框架（細胞壁）細胞21BIM（模型）為數(shù)字化建筑提供有序的數(shù)據(jù)庫框架。以植物細胞打比方，BIM模型是細胞壁，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)結(jié)合BIM模型形成細胞，

聚集后形成完整的生命體。

模型

BIM在工程建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)的價值BIM價值三維可視多方協(xié)作結(jié)構(gòu)有序索引豐富?

提升感官體驗；?

降低人際交流成本，提升跨專業(yè)溝通的效率；?

實現(xiàn)多角度觀察，為設(shè)計師和工程師提供更全面的復(fù)核和思考角度；?提供可供分析的計算模型。?

同時提供豐富屬性數(shù)據(jù)，填充數(shù)據(jù)庫，為索引系統(tǒng)提供豐富標簽。?

以建筑構(gòu)件屬性為依據(jù)

建立索引系統(tǒng)，減低數(shù)

據(jù)庫使用門檻；?滿足基于屬性特征的多維度校核，提高檢索命

中率。22?

人多力量大，能夠架構(gòu)更加精細的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，

細致到每一個建筑構(gòu)件，

遠超少數(shù)人組建的數(shù)據(jù)庫體系；?數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)參照建筑結(jié)

構(gòu)，井井有條；?提升各類屬性數(shù)據(jù)的存

儲效率。?一次建模多次使用4管網(wǎng)信息模型（PIM）PIM（管網(wǎng)信息模型）借鑒BIM思想，建立PIMPIM能為石油管網(wǎng)帶來什么？23

PIM（管網(wǎng)信息模型）PIMPipeline

NetworkInformation

Modeling管網(wǎng)信息模型管網(wǎng)信息模型(Pipeline

Network

InformationModeling）是三維管網(wǎng)空間模型與管網(wǎng)動態(tài)信息的有機結(jié)合體。它的基礎(chǔ)是各單體信息模型。單體信息模型是細胞，從單體信息模型到PIM，應(yīng)該是一個從細胞到生命體之間的變化。24借鑒BIM思想，建立PIM25智慧管網(wǎng)的建設(shè)，需要軟硬件協(xié)同工作石油管網(wǎng)系統(tǒng)已具備世界一流的硬件設(shè)

施，只要注入優(yōu)秀的靈魂（數(shù)據(jù)管理邏

輯）就能提高效率優(yōu)秀的靈魂需要優(yōu)秀的靈魂框架BIM已經(jīng)成為建筑的靈魂框架，PIM也

能成為油氣管網(wǎng)系統(tǒng)的靈魂框架PIM能為石油管網(wǎng)帶來什么？01020304050607更全面靈活的物、人之間的互聯(lián)互通和相互感知能力更科學(xué)的監(jiān)測、預(yù)警、分析、預(yù)測和決策能力更高水平的控制執(zhí)行和智能化執(zhí)行能力更協(xié)調(diào)的跨部門、多層級、異地點合作及規(guī)劃能力更高效、更安全的資源利用及資源整合能力更全面靈活的管網(wǎng)布局與管線設(shè)計能力更強的創(chuàng)新發(fā)展能力26PIM在智慧調(diào)度的應(yīng)用運行方

案優(yōu)化智能

調(diào)度智能

分析智能

感知智能

控制一鍵啟/停

壓縮機、

泵PIM站場操作

控制優(yōu)化一鍵啟/

停站運行參

數(shù)超限第三方

破壞應(yīng)急調(diào)

整優(yōu)化節(jié)能降

耗優(yōu)化自動分

輸控制作業(yè)調(diào)

整優(yōu)化設(shè)備

失效壓力

數(shù)據(jù)物資

標簽計量

數(shù)據(jù)通信

失效設(shè)備

工況氣源

異常管道

堵塞管道

泄漏其它其它其它視頻地災(zāi)氣象PIM能為石油管網(wǎng)帶來什么？01020304050607更全面靈活的物、人之間的互聯(lián)互通和相互感知能力更科學(xué)的監(jiān)測、預(yù)警、分析、預(yù)測和決策能力更高水平的控制執(zhí)行和智能化執(zhí)行能力更協(xié)調(diào)的跨部門、多層級、異地點合作及規(guī)劃能力更高效、更安全的資源利用及資源整合能力更全面靈活的管網(wǎng)布局與管線設(shè)計能力更強的創(chuàng)新發(fā)展能力285PIM的延伸應(yīng)用.

可視化應(yīng)用

圖像類應(yīng)用

數(shù)據(jù)類應(yīng)用29可視化應(yīng)用——

PIM+VR、AR

基于管道信息模型，利用VR（虛擬現(xiàn)實）與AR（增強現(xiàn)實）技術(shù)，對設(shè)計的方案比選、施工模擬，模擬對管網(wǎng)的維修，用于員工安全教育。不僅如此，還可以運用于設(shè)計階段施工圖紙的修改、站場的布置、站場運作車輛進出場規(guī)劃以及物料的堆放等的決策與決議。?

PIM+VR用于安全教育?

PIM+AR用于安全教育30?

PIM+VR用于管理決策

圖像類應(yīng)用——

PIM配合訓(xùn)練機器視覺應(yīng)用場景水域覆蓋率植被覆蓋率道路網(wǎng)分析建筑物統(tǒng)計模型初步性能水體植被道路建筑IOU:0.82IOU:0.75APLS:0.37IOU:

0.65Precision:0.63Recall:0.52模型訓(xùn)練?

8通道Mask-

rcnn?

Unet及其變種?

ResNet+Unet數(shù)據(jù)融合?

8通道AOI數(shù)據(jù)?

3通道AOI數(shù)據(jù)?

3通道RGB數(shù)據(jù)人工標簽?

網(wǎng)絡(luò)爬取?

人工打標?

其他數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后處理?

位圖矢量化?

polygon聚類?

地理坐標變換效果展示道路建筑植被水體31數(shù)據(jù)類應(yīng)用——

PIM為信息決策提供數(shù)據(jù)源

基于管道信息模型，整合了管網(wǎng)建設(shè)和使用周期內(nèi)的所有數(shù)據(jù)。

并通過大數(shù)據(jù)、

人工智能分析、

智能決策分析、

完整性評價和專家遠程指導(dǎo)等方式，提供最優(yōu)方案，并通過管道信息模型實現(xiàn)智能化決策。數(shù)據(jù)

展示數(shù)據(jù)

分析管理

決策全數(shù)字

化移交32數(shù)據(jù)類應(yīng)用——

PIM為信息決策提供數(shù)據(jù)源33數(shù)據(jù)類應(yīng)用——

PIM為信息決策提供數(shù)據(jù)源多源數(shù)據(jù)接入

：支持restful

api和csv等文本數(shù)據(jù)接入、

支持MongoDB等NoSql數(shù)據(jù)接入和oracle、

mysql等關(guān)系型數(shù)據(jù)接入、

支持OpenTsDB等時序數(shù)據(jù)接入；多樣化分析與計算

：支持數(shù)據(jù)分析、

支持空間計算、

機器學(xué)習(xí)模型

和深度學(xué)習(xí)模型、

支持流計算；全局化監(jiān)控和預(yù)警

：每個計算節(jié)點的狀態(tài)、

每個任務(wù)的運行狀態(tài)；各種數(shù)據(jù)維度波動預(yù)警；可視化數(shù)據(jù)流

：整個數(shù)據(jù)處理過程通過可視化DAG圖來呈現(xiàn)；可視化布局

：通過拖拽快速構(gòu)建展示布局、

自適應(yīng)各種分辨率、

自助BI進行大數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)類應(yīng)用——

PIM配合實現(xiàn)輿情監(jiān)控通過解析文本中的有效地址信息，在PIM數(shù)據(jù)庫內(nèi)檢索并匹配出準確的位置信息。

文本輸入

地址解析地址檢索

信息輸出實例展示解析新聞中的地址信息，將新聞?wù)故驹诘貓D中的新

聞發(fā)生地上新聞文件宣傳材料興趣點列表?

興趣點名稱

?

經(jīng)緯度?

興趣點類別

?

…35基于深度學(xué)習(xí)的NER模型將識別

實體檢

索自研

地址庫數(shù)據(jù)類應(yīng)用——

PIM配合實現(xiàn)輿情監(jiān)控智能摘要基于機器學(xué)習(xí)的摘要提取方法，快速準確的提取新聞/段落中的關(guān)鍵信息輸入：今天又下雨了意圖識別實現(xiàn)自動化的新聞分類工作，平均精確率和召回

率都達95%以上36情感分析對帶有情感色彩的主觀性文本進行極性分析判斷，精確率

和召回率都達到97%以上，支持用戶自設(shè)極性閾值，滿足不同

場景下的情感分析設(shè)定全國部分城市調(diào)控政策

“松綁

”

，深圳樓市未受影響南方+客戶端2018年訊

連日來,全國幾個城市的樓市政策都有變化和調(diào)整,

以菏澤為起點,

出現(xiàn)了從三線城市到一線城市的樓市調(diào)控政策的接連

“松綁

”,此番調(diào)整對深圳房地產(chǎn)市場并未帶來交易升溫的變化。樓盤現(xiàn)場:外地

“松綁

”暫未刺激深圳市場連日來,筆者分別走訪了龍崗中心城、坪山及沙井片區(qū)的龍

園大觀、碧桂園鳳凰國際公館和萬科星城,產(chǎn)品包括了市場成

交量較高的住宅及公寓兩類。幾乎無一例外遇到在項目周邊不時有中介人員上前搭話看房。12月23日上午11點左右,龍園大觀銷售現(xiàn)場大約有七八位購

房者與銷售人員在了解房源情況。世聯(lián)的銷售員對筆者表示,廣州、珠海的調(diào)控政策調(diào)整對該項目銷售目前尚未發(fā)現(xiàn)多大影響。摘要南方

客戶端2018年訊

連日來,全國幾個城市的樓市政策都有變化和調(diào)整,

以菏澤為起點,出現(xiàn)了從三線城市到一線城市的樓市調(diào)控政策的接連“松綁

”,此番調(diào)整對深圳房

地產(chǎn)市場并未帶來交易升溫的變化?；谇把厣疃葘W(xué)習(xí)成果構(gòu)建的意圖識別系統(tǒng)，在

31種意圖中推敲用戶想法，精確率和召回率都達95%新聞文本新聞新聞分類正向負向正向負向輸入：說的太好啦教

育

房

產(chǎn)

時

尚星

座

彩

票

娛

樂社

會

家

居

時

政財

經(jīng)

體

育

游

戲股

票

科

技其他類…視頻新聞音樂天氣電話電影日程得到的結(jié)果應(yīng)該不只是智慧管網(wǎng)PIM+萬物互聯(lián)

人慧工智能+想象力

……376

團隊業(yè)績

團隊獲獎情況.

BIM中心參建項目.

合作企業(yè)團隊成就38BIM

研

究

中心

獲獎情況西南石油大學(xué)BIM研究中心在過去的幾年中，參加國際、

國內(nèi)競賽共獲得獎勵21項次。l

《基于BIM的校園運維管理研究及施工管理應(yīng)用》在第三屆國際BIM大獎賽中獲得“最佳高校BIM技