输气管道数字化系统总体方案

输气管道数字化系统总体方案

一设计建设依据

本项目设计建设遵循以下依据：

1）《国家安仝生产应急平台体系建设指导意见》；

2）《输气管道系统完整性管理》SY/T6621-2005；

3）《长距离输油输气管道测量规范》SY/T0055-2003；

4）《石油工程制图标准》SY/T0003-2003；

5）《大比例尺地形图机助制图规范》GB14912-94；

6）《石油地面工程设计文件编制规程》SY0009-93；

7）《工程测量规范》GB50026-93；

8）《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314—2001；

9）《石油化工企业设备管道表面色和标志》SHJ43-91：

10）《基础地理信息要素分类与代码》GB/T13923-2006；

11）<1:5001:10001:2000地形图图式》GB/T7929-1995；

12）《1：2（）00数字地形图数据交换格式要求》；

13）《1:5000、1:10000>1:25000>1：50000、1:100000地形图要素分

类与代码》GB/T15660-1995；

14）《1：500,1：1000,1：2000地形图数字化规范》GB/T17160/997；

15）《1：50000地形要素数据规定》；

16）《1：2000DGN数据分析与建库方案》；

17）《计算机软件产品开发文件编制指南》GB/T8567-1988；

18）《计算机软件需求说明编制指南》GB/T9385-1988；

19）《计算机软件测试文件编制规范》GB/T9386-1988；

20）《计算机软件质量保证计划规范》GB/T12504-1990；

21）《计算机软件单元测试》GB/T15532-1995o

二建设原则

为实现上述本系统的建设目标，数字化管道系统建设遵循统筹规划、分步熨

施、先进适用的原则。具体表现如下:

1）总体规划、分布实施、标准化的原则

系统建设应遵循国家、行业、总公司及企业内部的相关标准规范，做到总体

设计、总体规划、分步实施，实现业务系统和技术支撑系统的有机结合。

2）实用性的原则

采用国际先进的软件技术，结合国内外最佳实践，开发符合油气管道业务需

求的数字化系统平台，解决其建设和运营期的业务问题，并且保证系统稳定性和

易用性。

3）可扩展性的原则

系统具有很强的可扩展性，随着新管道工程的建设，系统数据库能够随之扩

展；同时随着业务需求的增加、技术的进步，系统能够增加新的功能子系统、功

能模块，从而满足业务的需求。

4）可靠性与先进性的原则

采用成熟、可靠的经过实际验证的技术和方案，从而保证数据采集的精度,

以及系统的可靠性。

在保证可靠、实用的前提下，选用成熟先进的成果和技术，通过技术改造与

更新，保证系统5-10年内的先进性。

5）兼容性的原则

采用通用、开放的协议、数据格式、数据库类型从而保证系统的兼容性，保

证系统的方便扩展和升级，同时考虑为其他系统提供接口支持。

6）安全性的原则

采用全方位的系统安全保障，从多系统一体化集成、单点登录、主机保护、

访问用户身份识别、多级授权、病毒防护和入侵攻击检测等多方面保证数字化系

统的安全。

7）资源共享、互联互通的原则

系统建设要注重系统的高效实用、充分整合已有的系统所需的各类资源，并

建立有效机制实现资源共享、避免重复建设。应充分利用现有信息化成果，保护

原有投资。

8）重视过程管理的原则

应针对油气管道的建设特点，考虑到工程建设的不可逆性，对数据采集、审

核、质量管理、管理方法、技术支持等相关工作提出具体工作方案，确保质量合

格。

三总体架构方案

系统基于SOA架构设计，能够实现各系统标准化的统一管理，其内建的安

全策略可以实现信息安全控制，保障服务的访问安全与运行质量。

根据系统建设总体规划、建设目标和主要功能，系统选用技术架构作为系统

实现的模式，系统能够满足以下技术要求：

I）基于成熟技术与产品，系统稳定可靠；

2）架构设计采用SOA技术架构，方便二次开发及对系统功能进行扩充；

3）具有统一的集成架构：支持系统之间，系统与上级单位系统之间的互联

互通、信息共享；

4）能够实现多系统集成，成为一个中枢系统，通过门户提供统一登录入口；

5）符合J2EE规范；

6）采用APDM模型，统一数据库设计，实现二三维数据同步共享；

7）以B/S架构为主实现大部分功能，以C/S架构为辅。

基于对本期项目建设内容的理解，从系统应用架构角度来分解，本系统分为:

访问服务、业务服务、通用服务、数据服务、对外系统接口服务和信息集成框架，

如下图所示：

询可服务业务服务通用服务

三维可视化生产运者笞理了系统

•生产谢座除息•用户甘闻

西道依沪辰巡爱瞥理•原叔服外

信息门户•成急响庆导辅•

•比珑住.色直询旨W理•木工依帕普总•他我联务

统一史录助决策

・三维场景维沪管理•肯迤或的监控管理

用户诙在•更大能修说动

明极保沪省理

亚弄授权•可祝仕辰承•

•日重女全黑甘

工作环咬•交两分析•敷宇化成愈fli

界面能成•工艺近程展示突冷理

•文金将皮⑨侑

息汽理

U

系统集成框架

可重用的数据吟

手工翻人SCADAGIS或怎其他

赛铺h在

•笏道生命同期救据统一者理

表格喻入•上但和W技•设计证科曾收

・能工基据来或曾理

•检杳和校绘亘I团曰I同

批是与•金沪和史新•设缶效典皆理

•竣工庭利甘&

•运省期完夔性基花管理

图1系统功能架构

I）访问服务：通过管道数字化信息门户提供统一的用户访问入口。在建设

期，该模块主要提供工程建设的门户访问功能；进入运营期，该模块可提供面向

生产运营、面向全公司的统一访问服务；

2）业务服务：包括管道三维可视化展示子系统、应急管理子系统、管道生

产运营管理子系统等三个业务应用系统；

3）通用服务：该部分提供数字化管道系统普遍需要的流程管理服务和报表

服务；

4）系统集成框架（含数据库、统一服务接口）：提供各系统访问数据库、

系统集成的服务；

5）数据服务：通过数据采集与完整性数据库管理子系统，通过手工输入、

表格输入、批量导入三种方式，采集管道全生命周期的各类数据，并提供数据编

辑、查询、导入、备份、恢复等管理服务。

四性能设计方案

系统将达到以下性能指标：

1）采用成熟的三维引擎，三维展示效果逼真，运行流畅。能够支持脚本编

程，支持所见即所得的编辑特性，支持细节层次优化渲染技术，支持室内渲染技

术，支持大场景的渲染；

2）系统支持WGS84、西安80、北京54等常用地理坐标系之间的数据转换，

转换结果的精度不小于转换前数据精度；

3）支持全球范围内多精度的DLG、DOM和DEM数据融合显示，数据过

度平滑、色度均衡；

4）系统支持对以下格式的管道地理信息数据进行读取和转换处理：

个bmp、jpg、img、liff等多种DOM影像数据格式；

令tiff、txt格式的DEM数据高程数据；

。shp^e00>mif/mid等交换格式的通用地理信息DLG数据；

。dxf、dwg、dgn等设计数据格式。

5）采用“语义级数据转换技术”，系统能够支持Arcinfo、M叩Info等二、

三维地理信息标准交换格式数据的导入，导入后不导致数据精度损失;

6）三维环境下超视距显示，屏幕显示距离2真实环境中的100km；视野范

围内模型数量210000个时，渲染速度225FPS；

7）支持三维空间测量，包括地表、直线、投影距离测量，地表、投影面积

测量，高度测量、坡度测量、方位测量以及沿管道距离测量等，测量精度不低于

原始数据的精度。系统采用粒子系统技术，支持三维立体声音效果和动态光效,

能够生动地表现火焰、烟、泄漏、消防水等效果；

8）系统具有很强的健壮性：系统不轻易崩溃，具备对不同类型、规模的数

据和使用对象都不能崩溃的特质，具有灵活而强有力的自我检测和恢复机制；

9）系统提供数据完善的备份机制，以便在系统发生故障时能及时恢复；

10）系统应具备在并发响应和交互操作的环境下保障数据的安全和一致性；

11）充分考虑长输管线运行的特点，在保证系统安全的前提下采用开放性的

系统结构，使系统在横向和纵向均具有扩展的余地；

12）支持业务数据自定义和自定义管理：用户可以自定义相关业务数据，并

对业务数据进行自定义分组管理，且分组数量不受限；

13）系统操作响应时间：

O地图平均响应时间：地图加载时间Wl（）（）ms,地图绘点50（）0个时间

600ms；

令数据库检索平均响应时间：简单条件检索时延W300ms,复杂条件

检索时延Wls,重复查询时响应时间要快于第一次；

令支持二维、三维的切换显示，切换时间W200ms。

14）采用成熟的三维引擎，支持大场景的渲染；三维画面相机平移、旋转响

应时间W40ms,任意物件点选的响应时间WlOOm；视野范围内模型数量21D000

个时，渲染速度225FPS；

15）统一、严格的权限管理机制。各种使用权限所能调用的应用软件模块可

按要求自由组合；

16）系统支持工作流、表单、专题图、条件查询的自由订制；

17）系统坚固性：应具备对不同类型、规模的数据和使用对象都不能崩溃的

特质，以及灵活而强有力的恢复机制；

18）系统有完善的数据备份机制，以便在系统发生故障时能及时恢复；

19）在并发响应和交互操作的环境下，系统应具备保障数据的安全和一致性。

五运行环境设计

服务器端运行环境如下：

I）操作系统采用Windows