一种基于数智融合的智慧管网数据系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于数智融合的智慧管网数据系统，包括实体层、感知层、传输层、基础设施层、数据层、平台层和应用层，其中，实体层用于构建物理管网；感知层用于采集物理管网对应的至少一项采集数据；传输层用于将各个采集数据传输至基础设施层和数据层；基础设施层用于为各个采集数据提供数据计算功能、数据存储功能和网络虚拟资源池；数据层用于将每个采集数据进行数据分类并存储至目标数据库中；平台层，根据各个采集数据构建企业中台；应用层用于根据至少一个中间件、大数据处理技术、人工智能技术、数字孪生技术和知识图谱技术，构建智能化应用和数字化应用。解决了油气管道业务数据共享困难，智能决策水平不足的问题。智能决策水平不足的问题。智能决策水平不足的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数智融合的智慧管网数据系统


[0001]本专利技术涉及油气管道
，尤其涉及一种基于数智融合的智慧管网数据系统。

技术介绍

[0002]智慧管网是在标准统一和数字化管道的基础上，以数据全面统一、感知交互可视、系统融合互联、供应精准匹配、运行智能高效、预测预警可控为特征，通过“端+云+大数据”体系架构集成管道全生命周期数据，提供智能分析和决策支持，用信息化手段实现管道的可视化、网络化、智能化管理，具有全方位感知、综合性预判、一体化管控、自适应优化的能力。
[0003]数据是智慧管网建设运行的重要支撑和重要基石。通过工业物联网实现对管道本体及周边信息的全面感知监测，并将数据上传到数据中心，才能真正做到“感知交互可视、预测预警可控”，但是油气管道业务数据共享困难，智能决策水平不足是智慧管网建设亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]为了克服油气管道业务数据共享困难，智能决策水平不足的问题，本专利技术提供了一种基于数智融合的智慧管网数据系统。
[0005]第一方面，为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于数智融合的智慧管网数据系统，包括实体层、感知层、传输层、基础设施层、数据层、平台层和应用层，其中：
[0006]实体层，用于构建物理管网，物理管网为按照预设要求构建的管道线路、站场和周边环境对应的虚拟场景；
[0007]感知层，用于通过传感器设备采集物理管网对应的至少一项采集数据，采集数据为管道线路对应的管道数据、站点对应的管道数据和周边环境对应的管道数据中的至少一项；
[0008]传输层，用于通过传输模块将各个采集数据传输至基础设施层和数据层；
[0009]基础设施层，用于通过企业云为各个采集数据提供数据计算功能、数据存储功能和网络虚拟资源池；
[0010]数据层，用于将每个采集数据进行数据分类，并按照数据分类的结果将各个采集数据存储至目标数据库中；
[0011]平台层，根据各个所述采集数据构建企业中台，以及将所述数据分析、数据预测和数据预警的结果封装为满足设定条件的至少一个中间件，每个所述中间件中包括所述数据分析对应的中间件，或所述数据预测对应的中间件，或所述数据预警对应的中间件，所述设定条件包括允许复用、允许共享和允许定制，所述企业中台用于用户根据各个所述采集数据进行数据分析、数据预测和数据预警；
[0012]应用层，用于根据至少一个中间件、大数据处理技术、人工智能技术、数子孪生技
术和知识图谱技术，构建智能化应用和数字化应用，并通过智能化应用和数字化应用为用户提供管道管理业务，智能化应用为将至少一个中间件映射至虚拟空间形成虚拟实体，以及实现物理管网与虚拟空间之间数据的相互协同，数字化设计为通过中间件为用户提供管道管理业务对应的全程监测与风险预警。
[0013]本专利技术提供的一种基于数智融合的智慧管网数据系统的有益效果是：通过实体层，构建物理管网，从构建管道线路、站场和周边环境对应的虚拟场景，再通过传感器设备采集物理管网对应的采集数据，从而对管道本体及周边信息的全面感知监测，再通过传输层传输至基础设施层和数据层对采集数据进行存储，另外，在平台层中，通过采集数据构建企业中台，在企业中台中，用户能够对采集数据进行数据分析、数据预测和数据预警，并且企业中台会将数据分析、数据预测和数据预警的结果封装为允许复用、允许共享和允许定制的中间件，从而使得数据能够在本系统中实现共享，解决了油气管道业务数据共享困难的问题，在应用层中，根据中间件、大数据处理技术、人工智能技术、数子孪生技术和知识图谱技术，构建智能化应用和数字化应用，从而将中间件映射到虚拟空间形成虚拟实体，使得数据可视化，并且在虚拟空间，用户还能实现物理管网与虚拟空间之间数据的相互协同，提升了本系统的智能化水平，最后，本系统还通过数字化设计为用户提供管道管理业务对应的全程监测与风险预警，解决了智能决策水平不足的问题。
[0014]在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种基于数智融合的智慧管网数据系统还可以做如下改进。
[0015]进一步，上述管道线路包括管道本体子集合和附属设施子集合中的至少一个子集合，管道本体子集合包括钢管、控制点和焊缝中的至少一项，附属设施子集合包括桩牌标识、水工保护、阴极保护、保温层、封堵物、穿跨越和光缆中的至少一项；
[0016]站场包括工艺管道、仪表自控子集合、电气设备子集合、动设备子集合、静设备子集合中的至少一个子集合，仪表自控子集合包括压力表、流量计、温度计和液位计中的至少一项，电气设备子集合包括电动机、发电机和变频器中的至少一项，动设备子集合包括压缩机、动力机和泵中的至少一项，静设备子集合包括储罐、容器类、放空类和收发球筒中的至少一项；
[0017]周边环境包括自然环境和人文环境，自然环境包括河流水域、地质灾害、自然保护区、地形地貌、土地利用和气候降雨中的至少一项，自然环境包括路权路网、行政区划、隧道桥梁、建筑物和隧道桥梁中的至少一项。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是：通过管道本体子集合、附属设施子集合、仪表自控子集合、电气设备子集合、动设备子集合、静设备子集合、管道线路周边的土壤、河流、水域、山体、居民区和路网，使得物理管网包含了油气管道全业务环节。
[0019]进一步，上述传感器设备包括应力应变传感器、管道内检测器、智能阴保传感器、智能阴保传感器、视频摄像头、光纤传感器、气体传感器、SCADA传感器、火灾传感器、计量传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、电流传感器、电压传感器、激光红外传感器、卫星定位模块、位移传感器、气象传感器和水文传感器中的至少一项。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是：传感器设备覆盖了各类传感器，从而对油气管道全生命周期和全业务环节的采集数据进行采集。
[0021]进一步，上述传输模块包括运营商通信光缆、管道专用通信光缆、自建通信设施和
卫星通信中的至少一项。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是：传输模块采用各类通信方式，以便适应更多的使用场景。
[0023]进一步，上述企业云包括计算设备、存储设备和网络设备，计算设备用于为各个采集数据提供数据计算功能，存储设备用于为各个采集数据提供数据存储功能，网络设备用于为各个采集数据提供网络虚拟资源池。
[0024]采用上述进一步方案的有益效果是：通过计算设备、存储设备和网络设备为本系统提供高可靠、可扩展、安全的软硬件基础环境，并为平台层提供安全统一的计算、存储和网络虚拟资源池。
[0025]进一步，上述目标数据库为结构化数据库、非结构化数据库、流式数据库、时空数据库和图数据库中的至少一项，结构化数据库和非结构化数据库对应的数据分类为数据来源、数据种类、数据格式和数据采集频次中的至少一项，流式数据库对应的数据分类为数据流向，时空数据库对应的数据分类为数据属性维度，图数据库对应的数据分类为图片。
[0026]采用上述进一步方案的有益效果是：通过目标数据库，为本系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数智融合的智慧管网数据系统，其特征在于，包括实体层、感知层、传输层、基础设施层、数据层、平台层和应用层，其中：所述实体层，用于构建物理管网，所述物理管网为按照预设要求构建的管道线路、站场和周边环境对应的虚拟场景；所述感知层，用于通过传感器设备采集所述物理管网对应的至少一项采集数据，所述采集数据为所述管道线路对应的管道数据、所述站点对应的管道数据和所述周边环境对应的管道数据中的至少一项；所述传输层，用于通过传输模块将各个所述采集数据传输至所述基础设施层和所述数据层；所述基础设施层，用于通过企业云为各个采集数据提供数据计算功能、数据存储功能和网络虚拟资源池；所述数据层，用于将每个所述采集数据进行数据分类，并按照所述数据分类的结果将各个所述采集数据存储至目标数据库中；所述平台层，根据各个所述采集数据构建企业中台，以及将所述数据分析、数据预测和数据预警的结果封装为满足设定条件的至少一个中间件，每个所述中间件中包括所述数据分析对应的中间件，或所述数据预测对应的中间件，或所述数据预警对应的中间件，所述设定条件包括允许复用、允许共享和允许定制，所述企业中台用于用户根据各个所述采集数据进行数据分析、数据预测和数据预警；所述应用层，用于根据至少一个所述中间件、大数据处理技术、人工智能技术、数子孪生技术和知识图谱技术，构建智能化应用和数字化应用，并通过所述智能化应用和所述数字化应用为用户提供管道管理业务，所述智能化应用为将至少一个所述中间件映射至虚拟空间形成虚拟实体，以及实现所述物理管网与所述虚拟空间之间数据的相互协同，所述数字化设计为通过所述中间件为用户提供所述管道管理业务对应的全程监测与风险预警。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管道线路包括管道本体子集合和附属设施子集合中的至少一个子集合，所述管道本体子集合包括钢管、控制点和焊缝中的至少一项，所述附属设施子集合包括桩牌标识、水工保护、阴极保护、保温层、封堵物、穿跨越和光缆中的至少一项；所述站场包括工艺管道、仪表自控子集合、电气设备子集合、动设备子集合、静设备子集合中的至少一个子集合，所述仪表自控子集合包括压力表、流量计、温度计和液位计中的至少一项，所述电气设备子集合包括电动机、发电机和变频器中的至少一项，所述动设备子集合包括压缩机、动力机和泵中的至少一项，所述静设备子集合包括储罐、容器类、放空类和收发球筒中的至少一项；所述周边环境包括自然环境和人文环境，所述自然环...

【专利技术属性】
技术研发人员：高海康，李莉，杨玉锋，徐杰，吴志强，贾韶辉，吴官生，张正雄，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司，
类型：发明
国别省市：