石油管道智能巡检APP系统设计方案

石油管道智能巡检APP系统的设计与实现

目录

一.方案概述 (2)

二.需求分析 (4)

三.系统设计 (5)

4.1系统总体设计 (5)

4.1.1系统设计原则 (5)

4.1.2系统结构设计 (6)

4.1.3系统工作原理 (6)

4.2系统功能模块 (7)

4.2.1移动巡检APP 端 (7)

4.2.2系统管理PC端 (7)

一.方案概述

本方案提出了以地理信息系统GIS为基础，以手机移动端APP进行移动巡检，在输油管线的空间数据采集和输油管线巡检等工作中，解决输油管线空间数据信息的采集、更新（地图修正）问题和日常检修维护问题。

输油管线的日常检修工作是石油管道运输领域的难点。巡检工作需要对自然环境的变化对管线造成的损坏，人为的对管道的破坏，设备老化情况，附属设备运行情况等进行巡查。如何在事故发生前对事故防范于未然，则需要派出巡检人员实地巡查，而面对跨境大，线路长的输油管道，如何提高巡查效率，最大程度的节约人力物力资源，辅助以高效的工具就尤为重要。

本方案以手机APP为终端，与全球定位系统GPS与GIS直接结合，在巡检的同时还完成石油输送空间资源的普查和日常管理，将石油管线所有空间资源以最直观的方式体现在地图信息上，支持的多种查询方式，使管理者更加准确、高效、全面的了解石油管线的详细资料，对于网络规划和网络优化以及管线预警，应急资源调度等工作效率提高，起到了至关重要的作用。

二.需求分析

石油管道管控的最终目标是降低成本、提高工作效率以及服务水平，这需要企业能够及时、准确、全面的掌握各条管道线路的详细信息。在日常巡检工作的同时完成管线资产的清查管理，实现在网设备的全生命周期管理，实现帐目与实物一致，对石油传输实现实时综合信息的掌握。

石油管道智能巡检系统的构建目标是通过油气管道智能巡检开发，实现对石油管道的巡检的实时，快捷，准确的巡检，从而使得巡检的效率提高。因此，石油管道智能巡检系统需要实现的功能为：

①准确的定位移动，确保信息准确全面。对于石油管道巡检人员的当前位置进行准确的定位，另外实现了对于地图中的石油管道，设备等的信息实现全面的双向的查询；

②对于石油管道日常的巡检计划以及巡检人员能够方便管理。

③石油管道智能巡检系统能够实现对于信息的实时的传输，及时迅速的响应预警。巡检人员对现场进行拍照、位置上传、问题记录等数据采集，向数据中心的服务器进行实时的传输，同时，数据中心能够对巡检数据进行及时的处理。

④石油管道智能巡检系统的安全性要求。石油管道系统应该满足实用性与先进性的要求，能够尽可能确保运行的可靠安全。通过登录时身份验证和不同用户设置不同访问权限的方式，保证系统的运行安全。对系统全部数据进行加密处理，通过远程数据库备份数据中心的数据，从而确保数据的安全以及系统的可靠稳定。

三.系统设计

3.1系统总体设计

3.1.1系统设计原则

石油管道智能巡检系统的设计要对野外的恶劣的工作环境进行充分的考虑，同时，充分结合GIS庞大的数据优势，基于此，石油管道智能巡检系统的设计需要满足以下的原则：

①石油管道巡检系统要满足实效性的要求。巡检过程中，巡检人员使用的移动手机APP端能够对于巡检人员进行实时的准确的定位，一旦填报完毕巡检的结果，那么可以及时的把数据传回，供给数据中心的人员进行查看，从而能够对油气管道突发的恶劣的事件进行应对等。

②石油管道智能巡检系统满足可扩展性的要求。基于面向对象的设计理念，对于各个功能模块以及数据模块通过分层架构的技术进行开发，并且，利用接口实现了各层之间的交互，最终实现了对于数据以及业务逻辑的整体的开发。

③石油管道智能巡检系统要具有良好的开放性。系统保证与外界信息的沟通，提高一系列开发用户接口。

④石油管道智能巡检系统要具有高安全性。安全性是系统持续运行的保证，系统可以从用户的访问权限、安全访问控制、数据备份、恶意攻击等方面都要考虑。通过身份认证的方式进行权限的管理，对于各个用户角色进行严格的划分，从而确保系统使用的安全性。巡检人员登录系统之后，才能查询工单，同时完成巡检任务。对于巡检的结果数据以及工单的信息，数据中心的用户能够进行查询与分析；对于系统的用户，只有系统的管理人员才能进行添加以及用户角色与权限的设置；对于数据库的操作，比如数据的增减，修改等操作，只有系统数据库管理人员进行操作，同时，必须对于数据库进行备份。

⑤石油管道智能巡检系统具有简易性。石油管道智能巡检系统操作简易，功能简单明了，系统操作流程简单，运行效率高，不需要通过特殊的培训，就能够让操作人员进行应用。

3.1.2系统结构设计

石油管道智能巡检系统基于系统的设计的原则以及系统的需求的分析，可以将其体系结构分成管理PC端、移动APP端两部分。对于底层而言，涵盖了石油管道基础的GIS数据，巡检的结果记录数据，系统的管理数据库集合等数据。

石油管道智能巡检系统集成了手机APP、GPS定位终端、照相机的功能。全面满足用户在数据采集、定位、现场勘察、巡检管理、信息发布、任务指令等方面的需求。移动APP端可同时完成巡检工作任务，资产清查工作任务和资源空间数据采集任务，并将所有的采集数据发送到后台计算机系统处理，同时管理人员也可以通过手机端查看巡检信息和报警信息。

3.1.3系统工作原理

1、初始化：首先要建立巡线系统的基础数据库，可以从线路管理系统中获得。为了实现智能化，还需要采集所有设备地理位置的座标。这个过程需要巡检员使用手机APP沿石油管道线路走到每一个设备前，查询当前设备的资料，GPS 模块就自动获得当前位置的坐标。并可通过终端直接拍摄设备图片，做为信息立体化表现。手机APP可以获取后台数据，与后台核实设备情况，更加方便准确详细的了解到整个石油输送管道线路的整体资料，并在地图信息上体现。整个初始化过程简单，只需巡检员从头到尾巡查一遍，系统就将获得所有设备的GPS地理位置数据，设备详细资料和图像信息。

2、日常巡查：每次工作前巡检员会先得到系统传达的巡检工单。当巡检人员手持终端到达所需检查的地点后，需保持APP开启状态，定位巡检员当前位置与当前设备，巡检员可以根据当前设备实际情况进行文字、语音、视频、图片、位置等信息的上传，后台及管理人员端可查看设备上报情况。同时可设置巡检员线路巡检围栏范围，当巡检员定位不在围栏内时，进行离岗报警。同时，管理人员也可以通过管理手机端实时接收到巡检信息和报警信息。

3、强化管理：管理人员可以预先设置任务单，安排每日的巡查任务、顺序、工作量、路线等。当巡线人员工作中，系统根据任务单或预定设置自动提示巡线员下一个巡查点。同时控制中心可随时监测巡线员的工作进度和巡查情况。

后台管理可管理巡检人员信息，并进行巡检排班。巡检人员可以通过APP 进行考勤签到，以供后台统计考勤数据。

3.2系统功能模块

3.2.1移动巡检APP 端

进行石油管道智能巡检APP登录时，应该通过相应的账号以及密码进行系统的登录。对于账号以及初始密码来说，是系统的管理人员下发给巡检人员的，同时，对于用户的角色，权限等的信息，由系统的管理人员进行分配。

巡检人员账号登录APP可以远程考勤签到、查看巡检工单，填写管道的缺陷数据以及上传管道的缺陷数据等。

管理人员账号登录APP可以远程考勤签到、查看巡检工单完成情况、管道数据、报警信息、巡检人员工作情况等。

图3.1 管道巡检管理功能流程示意图

3.2.2系统管理PC端

石油管道智能巡检系统PC端功能主要包括系统设置管理、设备资源管理、实时位置跟踪管理、巡检排班及考核管理、巡检现场拍照取证、故障维修管理、公告通知管理、考勤管理、报表统计等功能模块。

1、系统设置管理

系统设置包括系统用户管理即巡检员、管理员等不同角色权限人员的管理，角色权限管理等基础信息的管理维护。

图3.2 系统用户管理功能示意图

2、设备资源管理

可将企业设备资源的基础信息录入系统，在电子地图上真实、直观的显示设备资源的分布情况，可对迁改的设备位置进行修改、标注。加强管理层及基层人员对设备的管理,并且巡检人员可以按照设备分布情况进行巡检，大大提高了工作效率。

3、实时位置跟踪管理

通过GPS卫星实时定位，在电子地图上准确标注出巡检人员的当前位置、行走速度以及轨迹等，遇到突发事件时方便调度、派遣，达到人员集中管理的目的，支持单人或多人同时监控，当现场发生了紧急状况领导可以派遣距离报警信号近的人员前去增援。

4、巡检排班及考核管理

（1）制定巡检计划

分周期性任务和临时性任务，周期性任务主要是针对日常安全巡检，可根据

不同的工作要求制定不同的周期及排班计划；临时性任务主要是针对突发紧急事件临时下发的任务（如雪天、风暴、高温、事故等）；排班灵活性高，能够适应各种不同的排班情况。

制定巡检周期任务，给巡检人员分配相应的巡检任务，包括巡检人员、巡检时间、巡检设备部位、统一检查内容及标准检查方式（如管线进出口压力、温度、油位、异音、振动、磨损、松弛等）、设备正常参考值等。也可针对紧急情况临时指定巡检任务，方便领导灵活进行排班。

（2）巡检考核统计

在电子地图上直观显示巡检人员巡检到位情况，自动进行分析、考核、统计，并生成明细报表及汇总报表，方便不同的考核管理，为日常管理工作提供可靠依据。同时极大的方便了领导的工作，只需查看报表即可了解巡检人员的工作完成情况。

5、巡检现场拍照取证

巡检人员可以通过手机APP进行巡检情况的上传。通过巡检人员回传现场的图像、视频以及位置、时间信息，可以使得管理者有效了解现场巡检的具体状况，可对现场进行合理的指导工作，提高巡检工作的管理效率，并且根据反馈的信息可以应用到各个层面（如设备分布，隐患记录、维修管理等）。

6、故障维修管理

对设备隐患、故障制定固定的维修工单，分计划维修工单和临时维修工单。监控中心的管理者可通过查看上报的现场设备隐患图像，对紧急事件下发临时维修工单，也可由巡检人员现场直接创建维修工单上报。同时系统可以对维修工单进行维修记录登记，记录不同的维修状态信息，为日后维修做有力的参考依据。

7、公告通知管理

管理者随时分级下发公司的通知公告信息，手机端可随时接收通知公告，并且自动提醒，让员工第一时间知道领导的工作安排，提升企业整体调度能力和反映能力。

8、考勤管理

要求巡检人员在规定的时间到达指定的地点进行考勤签到。针对工作区域离公司较远的情况提供很好的解决方案，极大的方便了员工的工作，不用把时间浪费在上班的路上，有效的提高了工作效率。