2025年智慧油气管网物联网技术应用与标准化研究报告

智慧油气管网物联网技术应用与标准化研究报告 智慧油气管网物联网技术应用与标准化研究报告 范科峰陈朋超卓兰陈书义 编写单位及人员（排名不分先后） 国家石油天然气管网集团有限公司研究总院曾晓宇高海康杨玉峰 蔡永军王海明张斌 中国电子技术标准化研究院杨宏孙伟苏静茹王晓春郭雄孙旭 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院西北分院杨午阳吴海莉姚刚 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司刘汝超任晓峰 中海油天津化工研究设计院有限公司张磊李艳丽 昆仑数智科技有限责任公司董炜杨阳 昆仑能源有限公司刘金岚 电子科技大学付根利李晓瑜 中建科技集团有限公司樊则森曾涛 成都秦川物联网科技股份有限公司邵汉舒梁永增 宝鸡石油机械有限责任公司李双鹏唐成 中国海洋石油集团有限公司赵兰祥周向京 金卡智能集团股份有限公司郑水云斜伟明 华为技术有限公司蒋臣迪蔡锐 山东省计算中心（国家超级计算济南中心）孙金洋李刚周鸣乐 前言 在能源数字化转型的浪潮中，智慧油气管网已从概念走向实践，成为重构行业未来的核心载体。作为我国新型基础设施建设（新基建）的重要组成部分和能源行业数学化转型的关键应用场景，油气管网的智能化、智慧化建设也是我国政府持续推进数字经济的重点关注方向。 为了进一步落实《物联网新型基础设施建设三年行动计划(2021-2023年）》（工信部联科|20211130号）有关产业融合应用发展行动的工作部署以及《新产业标准化领航工程实施方案（20232035年）》（工信部联科20231118号）聚焦新一代信息技术与能源行业高效协同创新发展的总体自标，全国信标委物联网与数字李生分技术委员会组织相关单位共同起草编写本研究报告，旨在为智慧油气管网的建设与发展提供参考。 本报告通过对比不同国家和地区的物联网技术在智慧油气管网方面的应用现状，分析了发展趋势和存在的问题。同时还对智慧油气管网的技术创新、产业发展和政策及标准等方面进行了探讨，并给出了典型场景案例，为行业的可持续发展提供了建设性建议和发展思路。 目录 引言01 1.研究背景-01 1.1油气管网的建设历程+-011.2油气管网智能化和智慧油气管网的相关概念·+021.3油气管网领域产业政策-03 2.研究目的与范围-05 物联网技术在智慧油气管网中的应用 1，智慧管网物联网技术的核心组件与架构..-07 1.1参考模型与其核心组件...071.2系统架构与其核心组件.09 2.物联网技术在国内油气管网中的应用..12 2.1基于云边协同的5G智慧LNG接收站...122.2储气库状态监控.142.3油气管道智能化监测与地质灾害预警系统··.··-152.4智慧城市燃气管网监控+17 3.物联网技术在国内外油气管网应用的案例分析····*-19 3.1国外典型管道智能化案例介绍-193.2中国管道智能化的现状.23 三智慧油气管网标准化工作面临的挑战..·26 1.技术标准不统..·262，标准体系不足：..·26 智慧油气管网物联网技术应用与标准化研究报告 3，数据共享与互操作性差:264，现有标准体系的碎片化与协调性不足·27 四智慧油气管网标准化建设思路·28 1.智慧管网三维体系架构·282.三维架构对于物联网技术在智慧管网标准化方向的应用-30 五智慧油气管网物联网标准化发展趋势与展望·***33 1.物联网技术在智慧油气管网中的发展趋势：.332.物联网技术在智慧油气管网中的标准化发展方向·*.362.1对未来物联网技术在油气管网中应用的展望*·362.2标准化在关键领域的协作发展建议-37 附录A典型场景·.·.38 场景A.1智慧管道建设38场景A.2第三方行为管控：+40场景A.3管道光纤预警应用案例+41场景A.45G赋能LNG安全生产应用案例+-42场景A.5智能安全生产监控案例+44 附录B典型案例***46 案例B.1中俄东线的建设期智慧物联网实践·46案例B.2西气东输运营期智慧物联网实践·47 附录C油气管网标准化现状·+49 ·→一、引言●· 1 研究背景 1.1油气管网的建设历程 油气管网是国家战略性基础设施，油气管网建设是事关我国民生国运的关键性工程。经过半个多世纪的发展，我国已发展为全球第三管道大国，陆上95%以上石油天然气通过管道输送，惠及近7亿人口，初步形成了“北油南运”、“西油东进”、“西气东输”、“海气登陆”的油气输送格局，发展速度已经居于世界前列。我国大口径、长距离的油气输送管道已经遍布东北、华北、华东、西南等地区，基本上形成了横贯东西、纵穿南北的运输网络。 我国油气管道建设的跨越式发展，可以概括分为四个阶段。第一阶段是机械化阶段（1958年至1980年代），从1959年，中国第一条原油管道（克拉玛依一独山子)开始建设，到1962年正式投入运行，标志看中国油气管道建设的开端。随后，1963年巴渝输气管道的修建开启了新中国天然气管道建设的篇章。1970年，“八三”管道工程开工，至1975年8条管道全部建成，形成中国第一个原油管网。同年，中国第一座5X10*m"浮顶油罐在上海陈山码头建成。1976年，中国第一条成品油长输管道（格尔木一拉萨）建成投产。到1979年，在四川省境内形成了从川东、川南到川西的南半环形天然气管网。 第二入阶段是自动化时代（1986年至20世纪末），1986年，东黄复线投产，这是中国首次实现密闭输送和自动化管理的长输原油管道。20世纪80年代中期，中国先后在秦皇岛、大庆成功建造了2座10X10*m"浮顶油罐。1987年，四川建成北半环天然气管网，与之前的南半环天然气管网共同形成中国第一个区域性天然气管网。1996年，库部原油管道作为当时中国自动化程度最高的原油管道实现投产运行。1997年，陕京输气管道投产，成为中国天然气管道追赶世界先进水平的起点。 第三阶段是信息化阶段（2002年至2010年代），2002年，中国首条长距离顺序输送成品油兰成渝管道首次实现在调控中心控制全线投产。2004年，西气东输管道建成投产，不仅标志着中国油气管道建设进入快速发展期，更加标志着我国油气管道建设水平跨入世界先进行列。同年，格尔木到拉萨成品油SCADA系统工程建成投产，这是我国第一条实现全线监控运行自动化、调度指挥数字化、管理信息可视化的管道，成为该阶段的重要标志性工程。同年，镇海开始建设战略石油储备基地，并自主研发建造单罐容积最大的15X10*m"双浮盘储罐。2005年，中哈原油管道投产 智慧油气管网物联网技术应用与标准化研究报告 实现跨国原油的管道输送。2006年，冀宁联络线的建成投产，管道数字化管理能力得到加强。2009年，兰郑长管道投运，“西油东送”成品油调运格局基本形成。2011年，西气东输二线建成投产，X80钢实现规模化应用。 第四阶段是智能化阶段(2019年至今），2019年，中俄东线天然气管道投产，创新搭建“智能工地”，采用全自动化焊接、全自动超声波检测、全机械化防腐补口技术，并通过“边+端+云+大数据”的体系架构实现全生命周期数据管理，标志若中国油气管道建设由信息化向智能化转变。这一阶段的标志为物联网、云计算、大数据等新兴技术手段的广泛应用，数据的综合处理、高效利用成为管网发展的主要驱动力。 1.2油气管网智能化和智慧油气管网的相关概念 管网智能化与信息化技术的主要区别在于智能化技术更加注重对管网数据的深度分析和利用，强调对管网运行状态的实时评估、预测预警、调运优化和决策支持等高级功能，以实现管网运行的高效性、安全性和经济性。 对于本报告的研究对象智慧油气管网来说，智能管道构成了其基本组成单元。管道智能化是指利用先进的技术手段和设备对管道进行监测、控制和管理，以实现管道运行的智能化。它结合了传感器、通信技术和数据分析等多种方法，对管道内部的运行状态进行实时监测和控制，以提高管道的安全性、可靠性和经济性。管道智能化的实现需要借助现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术和智能控制技术等多种技术手段。这些技术手段的融合应用，使得管道智能化系统能够实现对管道的全面监测、控制和管理，提高管道的安全性和可靠性，降低运营成本和维护成本。 智慧油气管网在行业内尚没有明确定义，目前对其的主要认识聚焦于实现手段和功能等方面，普遍认可物联网在智慧油气管网建设中所发挥的作用。 定义1： 在全生命周期各个阶段（包括规划、可行性研究、设计、施工、投产试运、运营维护、改扩建、废弃处置等），综合应用控制、监测、检测、预测、仿真、优化、人工智能、大数据分析、计算机、数字化、多媒体、互联网、物联网、移动通信等技术，按相关组织或人员的合理意愿和预期目标，以全自动或人机交互方式实施各种计划、作业、监控、管理业务的油气管道。 定义2： 智慧管网是在标准统一和管道数字化基础上，通过智能传感器的部著，精准感知运营状态和内外部环境；通过泛在感知储、运、建、管、维等阶段的能量流、资金 流、物流、业务流形成海量的数据和知识；构建基于大数据和知识图谱的分析计算模型，提升人机对话水平，在多目标决策中能够统筹全局智能辅助决策，支撑管网安全输送和高效运营。 定义3： 智慧管网是充分利用信息技术和人工智能技术，在尽可能减少管网运行中人的对管网运营各类生产需求和异常事件的自主决策和处置能力，能够对管网的安全和运行状态做出快速、灵活、准确的判断和响应，实现管网全生命周期安全环保水平最高和运营效益最优的目标。 定义4: 智慧管网是在传统管网的基础上，赋予了自动化、数字化、智能化、智慧化的相关技术，可实现管道运营智能化管理，提升管道的安全性、运行效率，降低运营成本。 定义5： 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“边+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。 以上定义都强调了信息技术对于智意管网的重要赋能作用，通过感知、认知、决策和执行的闭环，最终实现管网运行更加安全、环保、可靠、高效的自的。本研究报告认为定义5更符合智慧油气管网的发展趋势，也更能体现物联网在油气管网智慧化进程中的作用。 1.3油气管网领域产业政策》 1.3.1信息技术与能源生产融合发展 2015年7月4日，国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》。2016年3月1日，国家发改委、能源局及工信部联合下发《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，提出促进能源和信息深度融合，构建有机、高效、低成本、可持续、可调控的能源互联网体系，鼓励煤、油、气开采、加工及利用全链条智能化改造，实现能源绿色、清洁和高效生产，增强功能灵活性、柔性化，以互联网手段促进能源供需高效匹配，运营集约高效，推动能源领域供给侧结构性改革和能源革命。同年， 智慧油气管网物联网技术应用与标准化研究报告 12月29日，国家发改委、国家能源局印发《能源生产和消费革命战略(2016一2030）》，提出要全面建设“互联网+”智慧能源，促进能源与现代信息技术深度融合，推动化石能源开采、加工及利用全过程智能化改造。 2021年，国家能源局、科学技术部印发《“十四五”能源领域科技创新规划》，提出要聚焦新一代信息技术和能源融合发展，开展能源领域用智能传感和智能量测、特种机器人、数字李生，以及能源大数据、人工智能、云计算、区块链、物联网等数字化、智能化共性关键技术研究，推动煤炭、油气、电厂、电网等传统行业与数字化、智能化技术深度融合，开展各种能源厂站和区域智慧能源系统集成试点示范，引领能源产业转型升级。 1.3.2加强油气管网高效互联 2021年12月，国务院印发《十四五现代综合交通运输体系发展规划》。规划中明确提出要进一步完善东北、西北、西南和海上四大油气进口通道。加快全