宋家友  黄文尧

广东大鹏液化天然气有限公司

摘要：国内外油气长输管道许多事故表明，防止施工挖掘损坏是管道安防的首要任务，也是管道完整性风险管理的核心内容。基于广东大鹏公司DPMS系统现有涉及第三方施工作业事件数据，运用数据可视化技术揭示在管道保护及控制范围内施工作业活动的潜在规律和变化趋势，以便更具针对性地开展日常巡查和防止施工挖掘损坏管道的预警保护工作。

关键词：第三方破坏；数据可视化；管道安防

广东大鹏液化天然气有限公司（简称大鹏公司）在珠三角地区运营440余公里高压天然气长输管道，受城镇化建设及土地开发强度的影响，管道周边第三方施工作业活动（简称施工活动）始终处于高发状态。大鹏公司5年前通过建设数字化管道维护系统（Digital Pipeline Maintenance System, DPMS），较为详细地记录了施工活动及其影响管道安全的风险管控情况，累计数据超过10000条，从而成为提高预警保护效能的“信息宝藏”。

本文选取2014～2016年间有关施工活动的6453条记录数据，借助数据可视化分析技术[1]，揭示管道保护及控制范围内施工活动的潜在规律和变化趋势，以便更具针对性地开展日常巡查和管道保护工作。

1 数据整理与精简

由于DPMS系统初建时所考虑的角度不同，大量涉及施工活动的数据被分别记录和储存到众多模块中，这就需要按照一定的格式、维度或属性对其进行数据整理和精简[2]，从而为相应数据的可视化工作创造前提条件。

施工活动是否会影响到管道运行安全，最直观的判断就是二者的距离和第三方活动行为的时空分布状态。因此，首先基于DPMS系统“管道保护”模块下的“电话管理”记录数据，结合管道安防业务流程，创建一个包括序号、日期、时间、管理区、市、区、镇/街办、村/社区、管线区间、起始桩号、终止桩号、作业对象、作业项目、作业类型、作业活动、所用机具、实施状态、相对位置、相对距离、风险等级、处置结果、汇报人身份、汇报人姓名等子项的数据源表。其次，利用数据关联规则将有内在联系的数据按照其属性进行智能化筛选和归类，如将电话管理“电话描述”中含有 “计划”、“准备”、“将”、“可能”等表述施工活动实施状态的文本信息统一转换到数据源表中“实施状态”项下的“计划”字段，让不同来源、不同格式和不同特点的数据在逻辑上或物理上得到精简、整合和集中。最后，对数据源中不完整的数据、错误的数据和重复的数据进行梳理或审核（亦称数据清洗），达到整理和精简施工活动数据的目的。

2  数据可视化分析

施工活动数据可视化是在相应数据得到整理和精简的基础上，运用大数据分析工具（TABLEAU软件）将可能影响管道运行安全的第三方作业活动数据[3]，转化为易被管道保护人员所感知和识别的图形、符号、视频或动画，这种数据的视觉表现形式与其发生地理位置（管道地面标识编号）间的映射重叠，不仅可以直观地反映施工活动的属地活跃程度，而且还可以便捷有效地展示风险等级和变化趋势，便于管道保护人员分析现行安防策略中的问题或不足，从而采取更具针对性和实效性的改进措施，由被动变为主动。

2.1 施工活动属地活跃度的可视化

大鹏公司管道依次穿越珠三角5个城市的20个区、56个镇/街办和217个行政村/社区，利用TABLEAU软件的气泡图功能，就能对数据源表中6453条数据进行“村/社区”级分布展示（如图1），填充气泡图形状的大小表示记录次数值的大小，每个气泡内的字体（亦称标签）可以快速显示某个维度字段的名称、数值或其他需要展示的信息。

图1 2014～2016年施工活动村级分布

在此基础上，利用数据间的关联性，还可以就施工活动活跃度较高的行政村/社区展开深度分析，例如通过利用TABLEAU的线性图，在仪表板里分析图1中任一行政村/社区或其他涉及地理范围的字段（如镇/街办、区、市及管理区等）2104～2016年间的施工活动活跃度的逐月变化趋势（如图2）。

图2 重点村段施工活动活跃度的变化趋势

由于村/社区、镇/街办、区和市之间具有行政隶属关系，我们可以利用该变量的分层钻取功能，快速地在同一仪表盘中展现市、区、镇/街办等辖区内的施工活动活跃程度，让各区、各责任段的管道保护人员从中发现能指导自己工作的有价值的信息。从图1可以看出，广佛区的坑头村、庙头社区、里仁洞村、樟边村、海傍村、金山村、钟三村，东莞区的温塘村，惠州区的黄渔涌村、南坑村内近三年施工活动活跃度很高；而其中的坑头村，2015年为近三年中活跃度最高的年份，尽管各年逐月变化的趋势不尽相同，但每年的3月、4月及8月、9月份基本达到当年峰值，呈现出明显的活跃期。图1及图2的可视化及分析结果，有助于管道安防人员通过增加相应时段的管道巡查频率、加强管道保护宣传和外事协调来预警和管控施工活动违规行为。

2.2施工活动时间的可视化

运用数据可视化软件的“树地图”功能，在连接到数据源后，依次双击字段“记录数”和“时间”，再单击“智能显示”下拉菜单选项中的“树地图”，然后将“时间”字段拖曳到标记“颜色”框中，即可实现第三方作业时间的可视化（如图3）。图中颜色深浅和方块顺序（自上而下，自左至右）分别表示同一作业时间所包含事件记录的多少。

图3 2014～2016年施工活动开始时间点的分布

图3揭示出施工活动开始时间段大都位于每日的上午8时20分与11时20分之间，较符合人为活动的时间规律。为此，管道安防人员将自己当班8个小时的工作重点或强度放到当日的上午，从而提高预警针对性。

2.3 施工活动地理位置可视化

以施工活动临近管道的最近桩号作为基准点，将DPMS系统中脱密后的管道标识桩位数据表与2014～2016施工活动数据表在TABLEAU软件中进行关联，将脱密后的“X坐标”及“Y坐标”分别转换为“地理角色”中的纬度和经度，并将其从数据源显示框中的“度量”栏拖曳到“维度”栏，再分别双击“X坐标”及“Y坐标”，2014～2016年施工活动的点位便呈现在TABLEAU自带地图上。如果将此时的背景地图切换成DPMS系统当前所应用的高德地图，即可实现施工活动地理位置可视化（如图4）。

图4 2014～2016年施工活动地理位置可视化

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