代玉杰

(中國(guó)石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院,北京 100083)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)石油天然氣需求的增長(zhǎng),“十四五”期間國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)輸管道仍處于快速發(fā)展時(shí)期[1],已形成覆蓋全域、連通海外、復(fù)雜龐大的油氣管網(wǎng),形成“集中調(diào)控、區(qū)域分級(jí)管控”的管理模式[2]。隨著新建油氣管道規(guī)模擴(kuò)大和互通互聯(lián),對(duì)管道集中調(diào)控的理念技術(shù)和管理模式提出新的要求和挑戰(zhàn)[3],體現(xiàn)在提高數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性,提高SCADA的兼容性和信息共享,優(yōu)化集中調(diào)控和仿真模擬技術(shù)等。SCADA是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),集成網(wǎng)絡(luò)、通信和傳感技術(shù),實(shí)現(xiàn)管道輸送自動(dòng)化控制和集中調(diào)度控制。SCADA是管道運(yùn)行管理的核心技術(shù),在降低人為操作失誤避免安全事故、提高工作效率和降低運(yùn)營(yíng)成本方面發(fā)揮了重要作用[4]。介紹了長(zhǎng)輸管道SCADA設(shè)計(jì)的基本原則、要求以及管道集中調(diào)控應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀,并針對(duì)管道調(diào)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、熱點(diǎn)和前景進(jìn)行了展望。

1 SCADA的功能和控制模式

SCADA的組成包括站控系統(tǒng)、調(diào)度控制中心和通信系統(tǒng)。通過(guò)采集管道運(yùn)行數(shù)據(jù)傳送至調(diào)度控制中心,實(shí)現(xiàn)對(duì)管道、閥室、設(shè)備的監(jiān)控和控制,并進(jìn)行設(shè)備參數(shù)測(cè)量、調(diào)節(jié)以及信號(hào)報(bào)警等。SCADA的基本功能包括[5]: 站場(chǎng)關(guān)閉和啟動(dòng),遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)計(jì)量分輸站壓力、流量,遠(yuǎn)程控制調(diào)壓系統(tǒng)、計(jì)量回路優(yōu)先級(jí)、管路切換,閥門(mén)啟停,遠(yuǎn)程ESD命令觸發(fā),遠(yuǎn)程設(shè)定組分,時(shí)鐘同步,RTU閥室設(shè)備監(jiān)控。

SCADA是集中管理、分散控制的模式,分為三級(jí)控制: 調(diào)度控制中心級(jí)、站場(chǎng)控制級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)。調(diào)度控制中心與站場(chǎng)的控制權(quán)相互聯(lián)鎖且具有唯一性,正常情況下采用調(diào)度控制中心集中控制模式,經(jīng)調(diào)度控制中心授權(quán)或通信系統(tǒng)故障,采用站控系統(tǒng)控制;設(shè)備檢修或事故狀態(tài)下,采用就地控制。站控系統(tǒng)控制模式下,調(diào)度控制中心只能監(jiān)視站場(chǎng)數(shù)據(jù),調(diào)度控制中心發(fā)出的ESD命令仍然有效。調(diào)度控制中心與站控系統(tǒng)實(shí)行通信通斷監(jiān)測(cè),中斷時(shí)間超過(guò)60 s,站控系統(tǒng)自動(dòng)獲得控制權(quán)。

2 SCADA的設(shè)計(jì)

2.1 操作控制原則

管道控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心是操作控制原則,管道控制系統(tǒng)水平取決于操作控制原則的廣度、有效性和時(shí)效性。SCADA是管道操作控制原則的實(shí)現(xiàn)工具和手段,管道操作控制原則范疇決定了SCADA對(duì)管道管理的廣度和深度,包括管道正常運(yùn)行時(shí)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)效益最大化,以及管道失效或緊急事故時(shí)應(yīng)急預(yù)案合理、有效。因此,廣義的SCADA不是單一的設(shè)備控制管理系統(tǒng),而是多功能、綜合性的管道運(yùn)行管理與監(jiān)控系統(tǒng),包括對(duì)管道運(yùn)行過(guò)程監(jiān)測(cè)、控制、模擬、分析、預(yù)測(cè)、計(jì)劃、調(diào)度和優(yōu)化并對(duì)管道線(xiàn)路及設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行診斷并采取保護(hù)措施[6]。

對(duì)標(biāo)國(guó)外管道企業(yè),以加拿大Enbridge公司為例,國(guó)內(nèi)與國(guó)外管道行業(yè)差距體現(xiàn)在SCADA遠(yuǎn)程控制的廣度和深度[7]。國(guó)內(nèi)SCADA操作控制原則側(cè)重工藝設(shè)備自動(dòng)化控制和流程切換,Enbridge公司強(qiáng)調(diào)對(duì)整個(gè)管道系統(tǒng)的操作控制,包括管道運(yùn)營(yíng)理念、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、輸送工藝、操作控制指令以及管道保護(hù)維護(hù)等,遠(yuǎn)超出管道自動(dòng)化控制的范疇。Enbridge公司在工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中制定了《管道操作維護(hù)程序》《控制中心運(yùn)行》等技術(shù)手冊(cè)。國(guó)內(nèi)還未制定管道操作控制原則的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),表現(xiàn)為管道企業(yè)SCADA實(shí)現(xiàn)功能的差異性。為進(jìn)一步挖掘SACDA在管道生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)揮作用的程度,應(yīng)深入理解和擴(kuò)展管道操作控制原則的涵義及內(nèi)涵。

2.2 主備控制中心冗余設(shè)計(jì)

為防止突發(fā)事件影響,采用主備控制中心模式,實(shí)現(xiàn)緊急情況下監(jiān)控功能實(shí)時(shí)備用切換。主備控制中心在軟硬件和通信鏈路完全獨(dú)立,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)信息交換和數(shù)據(jù)庫(kù)同步更新,通過(guò)安全閉鎖功能認(rèn)證實(shí)現(xiàn)管道控制權(quán)切換,保證控制權(quán)唯一性。調(diào)度控制中心的服務(wù)器、局域網(wǎng)、通信接口以及站控系統(tǒng)的主板、局域網(wǎng)、通信接口采用冗余熱備方式以增強(qiáng)可靠性,如某個(gè)設(shè)備發(fā)生故障,冗余熱備自動(dòng)實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換,設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行保存。

2.3 網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)

調(diào)度控制中心和站控系統(tǒng)采用“一主一備”通信通道,主通信采用光纖,備用通信租用公網(wǎng)或衛(wèi)星。新建長(zhǎng)輸管道時(shí)同溝敷設(shè)光纜,用于實(shí)時(shí)傳輸管道運(yùn)行數(shù)據(jù)和信號(hào),可通過(guò)平滑升級(jí)和擴(kuò)容,滿(mǎn)足未來(lái)業(yè)務(wù)需求。應(yīng)考慮通信系統(tǒng)除給SCADA提供的鏈路通道,還應(yīng)為工業(yè)監(jiān)視電視、視頻會(huì)議、自動(dòng)化辦公系統(tǒng)、程控電話(huà)提供鏈路通道。調(diào)度控制中心與站控系統(tǒng)的通信速率不低于64 Kibit/s,調(diào)度控制中心與RTU閥室、清管站的通信速率不低于19.2 Kibit/s,數(shù)據(jù)傳輸誤碼率低于10-6,管道全線(xiàn)數(shù)據(jù)采集時(shí)間小于10 s。

為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝Э煽?應(yīng)統(tǒng)一調(diào)度控制中心與站控系統(tǒng)的通信協(xié)議。SCADA的軟硬件設(shè)備符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議,例如MODBUS,CIP,IEC104,ODBC,OPC,硬件設(shè)備基于開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì),具備良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性,實(shí)現(xiàn)管理信息系統(tǒng)和過(guò)程信息系統(tǒng)的信息交互,以及新建管道建設(shè)和功能擴(kuò)展。

2.4 人機(jī)界面及報(bào)警

人機(jī)界面(HMI)是操作人員的窗口,應(yīng)體現(xiàn)高效、簡(jiǎn)潔和實(shí)用的功能。管道輸送工藝信息盡可能集成到SCADA的HMI畫(huà)面,包括管道系統(tǒng)配置圖(工藝流程)、壓力坡降圖(含管道高程)、邏輯控制過(guò)程、通信鏈路狀態(tài)、全線(xiàn)實(shí)時(shí)流量、站場(chǎng)進(jìn)出站壓力/溫度參數(shù)和報(bào)警組態(tài)顯示等。

報(bào)警信息應(yīng)有效準(zhǔn)確,報(bào)警等級(jí)、分組層次清楚,包括識(shí)別通信中斷、工況轉(zhuǎn)換等復(fù)雜情形,并考慮特殊聲光報(bào)警等,實(shí)現(xiàn)報(bào)警過(guò)濾,避免“報(bào)警風(fēng)暴”。報(bào)警信息應(yīng)在流程圖上單點(diǎn)顯示,包括名稱(chēng)標(biāo)簽(位號(hào))、地理位置、數(shù)值、時(shí)間、事件描述。

3 管道集中調(diào)控應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

管道集中調(diào)控是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程,應(yīng)根據(jù)管存工況、環(huán)境條件和用戶(hù)需求變化適時(shí)調(diào)整管道運(yùn)行參數(shù),了解和掌握管道潛在隱患情況。管道集中調(diào)控除采集運(yùn)行參數(shù)、監(jiān)視工藝流程和遠(yuǎn)程控制設(shè)備以外,還應(yīng)借助先進(jìn)控制算法提供輔助分析決策,例如管網(wǎng)在線(xiàn)模擬仿真、設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行、制定輸送方案、泄漏檢測(cè)及定位、計(jì)量輸差管理和調(diào)度員培訓(xùn)等。

3.1 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)(GIS)是對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、分析、顯示與應(yīng)用為一體的可視化計(jì)算機(jī)系統(tǒng),是分析處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。GIS技術(shù)具有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)采集、處理、分析和可視化功能,彌補(bǔ)SCADA在空間數(shù)據(jù)處理方面的缺陷。通過(guò)整合管道設(shè)施空間、圖形、維護(hù)、監(jiān)控及地理信息,將管道系統(tǒng)狀況通過(guò)視聽(tīng)手段實(shí)時(shí)提供給管理者。SCADA和GIS集成應(yīng)用實(shí)現(xiàn)在地理信息和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),通過(guò)整合空間位置信息和管道靜態(tài)/動(dòng)態(tài)信息,增強(qiáng)數(shù)據(jù)表達(dá)功能,提高管道系統(tǒng)監(jiān)視和決策的準(zhǔn)確性,形成基于GIS和SCADA技術(shù)的管道調(diào)控運(yùn)行管理系統(tǒng)。

3.2 決策支持系統(tǒng)

決策支持系統(tǒng)(DSS)是管理信息系統(tǒng)向高級(jí)階段發(fā)展衍生的形式,DSS基于決策科學(xué)相關(guān)理論,以信息技術(shù)為手段,用于解決非結(jié)構(gòu)化決策問(wèn)題。DSS通過(guò)收集背景材料、確認(rèn)問(wèn)題邊界、調(diào)整完善模型、分析比較可能方案及后果,結(jié)合專(zhuān)家知識(shí),為管理者做出決策提供人機(jī)交互式信息幫助。DSS的特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、成本低、持久性以及響應(yīng)快速、穩(wěn)定、完整等。

管道集中調(diào)控的難點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類(lèi)型為動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)型、決策分析滯后、人工效率低、調(diào)控方案憑人工經(jīng)驗(yàn),決策缺乏系統(tǒng)性等。DSS的數(shù)據(jù)庫(kù)可快速完成決策分析所需的數(shù)學(xué)抽取,數(shù)據(jù)處理效率顯著提高;DSS的模型庫(kù)對(duì)復(fù)雜管網(wǎng)進(jìn)行合理簡(jiǎn)化,建立典型工況模型,為管理者推理、分析提供科學(xué)性決策;DSS的知識(shí)庫(kù)可整合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)并依據(jù)調(diào)度技術(shù)原則,提高決策的系統(tǒng)性;DSS的方法庫(kù)中接口仿真技術(shù)可對(duì)計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證其準(zhǔn)確性,因此DSS可以較好地解決管道集中調(diào)控中的難題。目前,管道集中調(diào)控中DSS應(yīng)用還處于初步階段,例如決策科學(xué)理論與管道運(yùn)行技術(shù)的相關(guān)性,模型庫(kù)與實(shí)際管道的差異性,知識(shí)庫(kù)樣本數(shù)量等還有待進(jìn)一步完善。

3.3 管道仿真技術(shù)

仿真技術(shù)隨計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展被應(yīng)用于解決復(fù)雜多變的油氣調(diào)運(yùn)問(wèn)題,應(yīng)用于管道設(shè)計(jì)、改建、運(yùn)行分析、泄漏監(jiān)測(cè)和調(diào)度管理。管道仿真技術(shù)可為研究管道水力熱力特性、模擬多種介質(zhì)輸送過(guò)程、制定運(yùn)行方案和應(yīng)急預(yù)案、管道輔助設(shè)備選型提供指導(dǎo),是提高管網(wǎng)調(diào)控科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性的有效手段。

管道仿真技術(shù)以油氣儲(chǔ)運(yùn)理論為指導(dǎo),建立油氣儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題的模型及算法,技術(shù)路線(xiàn)是對(duì)管道系統(tǒng)壓縮機(jī)、泵、閥門(mén)、管道、儀表等設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化,按照設(shè)備之間控制邏輯建立數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)管道穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)運(yùn)行輔助分析。

國(guó)際知名管道仿真軟件有英國(guó)ESI公司的TGNET軟件和Advantica公司的SPS軟件,均基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的建模方法,建立描述管道運(yùn)行狀態(tài)的水力、熱力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,調(diào)整初始輸入條件,研究系統(tǒng)響應(yīng)情況。模型涵蓋閥門(mén)、泄壓/減壓設(shè)備、首站/分輸站、泄漏檢測(cè)與定位、水擊控制和保護(hù)等。利用數(shù)值計(jì)算方法求解管道運(yùn)行參數(shù),模擬管網(wǎng)運(yùn)行情況。中國(guó)也研發(fā)了大型天然氣管網(wǎng)在線(xiàn)仿真系統(tǒng),涵蓋天然氣管道長(zhǎng)度約1×105km,基本實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)能耗、輸量、關(guān)鍵點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)的在線(xiàn)模擬和預(yù)測(cè),對(duì)保證天然氣管網(wǎng)應(yīng)急保供能力提供技術(shù)支持。但國(guó)內(nèi)的管道仿真軟件在功能、性能、設(shè)計(jì)思路和模型算法上還存在差距,還未制定統(tǒng)一、公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,特別是油氣調(diào)配的過(guò)程控制問(wèn)題從技術(shù)層面還需進(jìn)一步研究。

3.4 管道優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)

評(píng)價(jià)管道運(yùn)行管理水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)是在安全基礎(chǔ)上優(yōu)化運(yùn)行。20世紀(jì)90年代發(fā)展的輸油管道穩(wěn)態(tài)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù),以能耗最小為研究目標(biāo),采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法求解;輸氣管道優(yōu)化技術(shù)采用遺傳算法等。21世紀(jì)大型天然氣管網(wǎng)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)成為研究熱點(diǎn),以站場(chǎng)壓力和管道流量為變量的穩(wěn)態(tài)優(yōu)化運(yùn)行模型較成熟,管網(wǎng)瞬態(tài)優(yōu)化運(yùn)行軟件還缺少工程應(yīng)用案例。

天然氣管道優(yōu)化運(yùn)行研究難點(diǎn)在于氣源多,用戶(hù)類(lèi)型多,聯(lián)絡(luò)點(diǎn)、通道復(fù)雜,應(yīng)綜合管道仿真、最優(yōu)化理論、壓縮機(jī)性能分析技術(shù),重點(diǎn)解決氣源優(yōu)化、銷(xiāo)售優(yōu)化、流向優(yōu)化、壓縮機(jī)組優(yōu)化、管存優(yōu)化和運(yùn)行壓力優(yōu)化等問(wèn)題,探討應(yīng)用月/周/日預(yù)測(cè)控制三級(jí)優(yōu)化管理模式。成品油管道優(yōu)化運(yùn)行研究目標(biāo)是增輸、減少混油,應(yīng)進(jìn)一步研究油品界面跟蹤監(jiān)測(cè)及減阻劑技術(shù),掌握成品油管道混油分布規(guī)律和切割方法,提高管道輸量和輸送效率。

4 管道集中調(diào)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

為應(yīng)對(duì)新建管道入網(wǎng)擴(kuò)充和集中調(diào)控的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn),應(yīng)進(jìn)一步革新現(xiàn)有理念、技術(shù)和管理模式,以SCADA系統(tǒng)軟件國(guó)產(chǎn)化研發(fā)為基礎(chǔ),融合模糊邏輯控制技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)技術(shù),推進(jìn)專(zhuān)家輔助系統(tǒng)建設(shè),提升智能化調(diào)控水平;運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)理論解決氣源調(diào)配、管存平衡和管網(wǎng)配置;整合信息管理系統(tǒng),借助數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù),充分發(fā)揮集群優(yōu)勢(shì)和控制能力。

4.1 邏輯控制統(tǒng)一

管道集中調(diào)控下現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作主要是根據(jù)邏輯自動(dòng)實(shí)施,人為操作少。目前國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)輸管道輸送控制邏輯涉及多家設(shè)計(jì)院和集成廠家,邏輯控制缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)水平、編程方式、控制理念等存在差異,對(duì)于管道運(yùn)行操作造成不便。建議分析必選在役管道控制邏輯,結(jié)合大口徑、高鋼級(jí)、高壓力天然氣管道運(yùn)行控制特點(diǎn),制定標(biāo)準(zhǔn)化的管道控制邏輯,指導(dǎo)新建管道設(shè)計(jì)及建設(shè),滿(mǎn)足集中調(diào)控需求。

4.2 數(shù)據(jù)挖掘和大數(shù)據(jù)技術(shù)

當(dāng)前,石油天然氣工業(yè)智能化和信息化系統(tǒng)快速推進(jìn)、融合,大數(shù)據(jù)技術(shù)作為科技產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的前沿技術(shù),將為管道技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生新的機(jī)遇和革新。國(guó)內(nèi)管道已積累多年管道海量生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù),已嘗試?yán)貌糠謹(jǐn)?shù)據(jù)分析管道調(diào)度員技能水平,仍有海量數(shù)據(jù)有待挖掘和利用。有必要收集整合分類(lèi)各類(lèi)型管道運(yùn)行數(shù)據(jù),結(jié)合管道調(diào)度輔助分析技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),分析數(shù)據(jù)表征的管道運(yùn)行狀況,更好地規(guī)劃油氣生產(chǎn)、調(diào)運(yùn)和銷(xiāo)售,其中天然氣管道數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)廣泛應(yīng)用于管道優(yōu)化運(yùn)行、根據(jù)氣候溫度變化預(yù)測(cè)用氣量和完善高效事故應(yīng)急技術(shù)。

4.3 智能化管道

隨著信息、網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展,管道被逐漸“智能化”。管道智能化較為公認(rèn)的定義是綜合利用通信與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GIS技術(shù)、智能控制技術(shù)等匯集而成的針對(duì)油氣管道的智能集合。智能化以SCADA為基礎(chǔ),以仿真優(yōu)化技術(shù)、專(zhuān)家決策系統(tǒng)和模糊邏輯控制為手段,全部或部分替代調(diào)度員的思維行為,實(shí)現(xiàn)管道系統(tǒng)和重要設(shè)備運(yùn)行和操作自動(dòng)決策,實(shí)現(xiàn)管道線(xiàn)路和站場(chǎng)管理有機(jī)結(jié)合。國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)輸管道智能化研究重點(diǎn)是改進(jìn)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)機(jī)制降低失效率,進(jìn)一步完善站場(chǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程控制技術(shù);SCADA系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化軟件實(shí)現(xiàn)管道智能化調(diào)控,實(shí)現(xiàn)油氣管道自動(dòng)啟停輸,實(shí)現(xiàn)輸氣管道分輸站自動(dòng)調(diào)壓分輸,實(shí)現(xiàn)管道自動(dòng)優(yōu)化運(yùn)行;推動(dòng)管道調(diào)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)理念的根本轉(zhuǎn)變。

5 中國(guó)管道集中調(diào)控存在問(wèn)題及發(fā)展建議

國(guó)內(nèi)長(zhǎng)輸管道的SCADA在控制水平,特別是遠(yuǎn)程控制的深度和廣度方面,與歐美管道行業(yè)存在較大差距。國(guó)內(nèi)長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)按照“有人值守、無(wú)人操作”指導(dǎo)思想,即在調(diào)度控制中心指揮下,管道沿線(xiàn)站場(chǎng)站控系統(tǒng)和RTU閥室完成監(jiān)控和操作;但受到諸多客觀因素,管道生產(chǎn)運(yùn)行不能全部通過(guò)遠(yuǎn)程控制操作[8]。從SCADA維護(hù)方面,長(zhǎng)輸管道SCADA系統(tǒng)軟件平臺(tái)是國(guó)外廠家研發(fā);國(guó)內(nèi)管道SCADA系統(tǒng)由專(zhuān)業(yè)公司設(shè)計(jì)建設(shè),管道企業(yè)技術(shù)人員參與程度低,后期運(yùn)維多委托專(zhuān)業(yè)公司,對(duì)管道生產(chǎn)運(yùn)行造成不便,且增加運(yùn)行成本[9]。從SCADA設(shè)備接口方面,站場(chǎng)部分調(diào)壓撬、壓縮機(jī)系統(tǒng)屬于不同廠家或軟件平臺(tái),其運(yùn)行參數(shù)接入SCADA進(jìn)行控制操作,在時(shí)效性和穩(wěn)定性上存在不足。SCADA網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)在[10]: 缺乏完善系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)策略和安全管理程序,缺乏綜合性物理防護(hù)措施和訪問(wèn)控制策略;廣泛使用TCP/IP,對(duì)工控網(wǎng)絡(luò)安全性、可靠性造成風(fēng)險(xiǎn);中控機(jī)、站控機(jī)采用Windows平臺(tái)未安裝補(bǔ)丁,病毒易入侵、擴(kuò)散等;網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部相互干擾、攻擊事件難追溯。

未來(lái)管道調(diào)控技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域是SCADA系統(tǒng)設(shè)計(jì)建設(shè)、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制和自動(dòng)化水平、應(yīng)急指揮協(xié)調(diào)系統(tǒng)和人員資質(zhì)培訓(xùn)等;未來(lái)研究應(yīng)用重點(diǎn)是以SCADA系統(tǒng)研發(fā)為基礎(chǔ),融合模糊邏輯控制、遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及專(zhuān)家系統(tǒng),推進(jìn)管道智能化調(diào)控。在油氣資源配置方面,應(yīng)用系統(tǒng)工程理論解決區(qū)域間資源優(yōu)化調(diào)配、供需平衡和管網(wǎng)系統(tǒng)配置優(yōu)化;在信息化方面,充分挖掘和積累運(yùn)行數(shù)據(jù),形成集群優(yōu)勢(shì),推進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)提高管道精細(xì)化控制水平。