一种海底油气管道的风险管理系统和方法
【专利摘要】本发明公开一种海底油气管道的风险管理系统,其能够存储大量数据、直观展示和查询风险值、自动生成风险评分、使用便捷、操作性强。该系统由数据存储系统、人机交互界面和后台处理模块三部分组成；数据存储系统，负责海管风险相关数据，其将相关数据分成风险要素数据、各分项风险的评分数据、所有项风险的总评分数据这三个层级，并分开存储；人机交互界面分为录入数据和数据展示两大块；后台处理模块支持自动计算风险评分；此外，后台处理模块还负责响应人机交互界面对数据存储系统的正常数据写入和调取操作。还提供了该系统采用的方法。
【专利说明】-种海底油气管道的风险管理系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及海底工程结构物的风险数字化、智能化管理的【技术领域】，具体地设及 一种海底油气管道的风险管理系统，W及该系统采用的方法。
【背景技术】
[0002] 海管（即海底油气管道）是海洋油气生产的生命线。海管分布在数米到数千米深 的海底，受周边的海洋、地理环境变化及人类活动的影响。例如，海底沙波运移和底流冲刷 造成了海管出现悬跨；渔网和抛错导致海管保护层受损等现象。海管的安全状态直接关系 着海上油气田生产及周边海洋环境的安全。一旦管道发生事故，容易造成经济和环境的损 失和破坏。目前为了预防风险事件的发生，各个油气管道运营和管理部口都已经开始推广 实施管道完整性管理。管道完整性管理是对油气管道运营中面临的风险要素进行识别和技 术评价，制定相应的风险控制对策，不断改善识别到的不利影响因素，从而将管道运营的风 险水平控制在合理的、可接受的范围内，通过监测、检测、检验等各种方式，获取与专业管理 相结合的管道完整性的信息，对可能使管道失效的主要危险因素进行检测、检验，据此对管 道的适应性进行评估，最终达到持续改进、减少和预防管道事故的发生、经济合理地保证管 道安全运行的目的。该其中，管道风险管理是管道完整性管理的核屯、内容与关键环节。概 括地说，管道风险管理可分解为W下=个阶段；1)各个潜在风险项（例如管线自身的腐蚀 和缺陷、失去底床支撑发生悬跨导致应力集中等）的识别和数据的采集；2)对各个风险项 危险程度的评价（对采集到的数据依据一定的评价标准进行打分）；3)汇总形成总评分W 方便工程作业人员掌握海管的总体风险状态。
[0003] 由于海管设及的风险项众多，作业寿命长达数十年，具有海量数据量，采用传统的 文件、邮件等报告方式存在诸如时效性差、容易遗漏、效率低下、出错率高、数据丢失等弊 端。因此需要发展更为高效、智能的数字化管理方法。
[0004] 随着计算机硬件和软件水平的不断发展，使得数字化、智能化风险管理成为可能。 但是，目前没有发现有相关系统或方法能够满足该一需求。因此，我们依据海管风险管理的 要求发展了本专利和发明所设及的方法和系统。
【发明内容】
[0005] 本发明的技术解决问题是；克服现有技术的不足，提供一种海底油气管道的风险 管理系统，其能够存储大量与海管风险相关的数据、将评分及汇总过程自动化、具有便捷、 直观的数据查询和直观展示功能。
[0006] 本发明的技术解决方案是；一种海底油气管道的风险管理系统，该系统由数据存 储系统、人机交互界面和后台处理模块=部分组成；
[0007] 数据存储系统，负责海管风险相关数据，其将相关数据分成风险要素数据、各分项 风险的评分数据、所有项风险的总评分数据该=个层级，并分开存储；
[000引人机交互界面分为录入数据和数据展示两大块；其中录入数据支持新的风险要素 数据的录入；数据展示部分支持=个层级数据所有历史数据的表单式条件查询、单个风险 项评分和总评分值随时间变化曲线展示、基于WebGIS的单一时间点评分状态展示和评分 状态随时间变化的动态展示；
[0009] 后台处理模块支持自动计算风险评分，其根据新增的风险要素数据对应的风险项 调取相应的风险评分规则进行计算得到新评分值，将新评分值写入分项风险评分数据表 中，并且其根据分项风险评分数据表汇总生成新风险总评分，将新风险总评分写入风险总 评分数据表中；此外，后台处理模块还负责响应人机交互界面对数据存储系统的正常数据 写入和调取操作。
[0010] 还提供了采用该系统的方法，包括W下步骤：
[0011] (1)由数据存储系统、人机交互界面和后台处理模块=部分组成；
[0012] (2)数据存储系统负责海管风险相关数据，其将相关数据分成风险要素数据、各分 项风险的评分数据、所有项风险的总评分数据该=个层级，并分开存储；
[0013] (3)人机交互界面分为录入数据和数据展示两大块；其中录入数据支持新的风险 要素数据的录入；数据展示部分支持=个层级数据所有历史数据的表单式条件查询、单个 风险项评分和总评分值随时间变化曲线展示、基于WebGIS的单一时间点评分状态展示和 评分状态随时间变化的动态展示；
[0014] (4)后台处理模块支持自动计算风险评分，其根据新增的风险要素数据对应的风 险项调取相应的风险评分规则进行计算得到新评分值，将新评分值写入分项风险评分数据 表中，并且其根据分项风险评分数据表汇总生成新风险总评分，将新风险总评分写入风险 总评分数据表中；此外，后台处理模块还负责响应人机交互界面对数据存储系统的正常数 据写入和调取操作。
[0015] 本发明通过对风险评分数据进行分层级存储，自动计算风险评分，展示控制风险 评分，从而实现了存储大量数据、直观展示和查询风险数据、自动生成风险评分、使用便捷、 操作性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1示出了根据本发明的海底油气管道的风险管理方法的步骤似示意图。
[0017] 图2示出了将海管风险相关数据分成风险要素数据、各分项风险的评分数据、所 有项风险的总评分数据该S个层级的示意图。
[0018] 图3示出了本发明的海底油气管道风险管理系统和方法由数据存储系统、人机交 互界面和后台处理模块=部分组成的示意图。
【具体实施方式】
[0019] 如图1-3所示，一种海底油气管道的风险管理系统，该系统由数据存储系统、人机 交互界面和后台处理模块=部分组成；
[0020] 数据存储系统，负责海管风险相关数据，其将相关数据分成风险要素数据、各分项 风险的评分数据、所有项风险的总评分数据该=个层级，并分开存储；
[0021] 人机交互界面分为录入数据和数据展示两大块；其中录入数据支持新的风险要素 数据的录入；数据展示部分支持=个层级数据所有历史数据的表单式条件查询、单个风险 项评分和总评分值随时间变化曲线展示、基于WebGIS的单一时间点评分状态展示和评分 状态随时间变化的动态展示；
[0022] 后台处理模块支持自动计算风险评分，其根据新增的风险要素数据对应的风险项 调取相应的风险评分规则进行计算得到新评分值，将新评分值写入分项风险评分数据表 中，并且其根据分项风险评分数据表汇总生成新风险总评分，将新风险总评分写入风险总 评分数据表中；此外，后台处理模块还负责响应人机交互界面对数据存储系统的正常数据 写入和调取操作。
[0023] 还提供了采用该系统的方法，包括W下步骤：
[0024] (1)由数据存储系统、人机交互界面和后台处理模块=部分组成；
[0025] (2)数据存储系统负责海管风险相关数据，其将相关数据分成风险要素数据、各分 项风险的评分数据、所有项风险的总评分数据该=个层级，并分开存储；
[0026] (3)人机交互界面分为录入数据和数据展示两大块；其中录入数据支持新的风险 要素数据的录入；数据展示部分支持=个层级数据所有历史数据的表单式条件查询、单个 风险项评分和总评分值随时间变化曲线展示、基于WebGIS的单一时间点评分状态展示和 评分状态随时间变化的动态展示；
[0027] (4)后台处理模块支持自动计算风险评分，其根据新增的风险要素数据对应的风 险项调取相应的风险评分规则进行计算得到新评分值，将新评分值写入分项风险评分数据 表中，并且其根据分项风险评分数据表汇总生成新风险总评分，将新风险总评分写入风险 总评分数据表中；此外，后台处理模块还负责响应人机交互界面对数据存储系统的正常数 据写入和调取操作。
[002引本发明通过对风险评分数据进行分层级存储，自动计算风险评分，展示控制风险 评分，从而实现了存储大量数据、直观展示和查询风险数据、自动生成风险评分、使用便捷、 操作性强。
[0029] 另外，总风险评分由分项风险评分汇总得到，分项评分由相应的各种风险要素根 据一定的评分规则得到。数据具有从风险要素到风险评分再到总风险评分的该样一个逐级 提升的层级。由于不同风险项，其数据的时间和空间分辨率可能存在差异。例如，考虑海管 内压引起的风险时，整条管线内压值一般认为同一值，且在相当长的一段生产时间中保持 不变；而考虑悬跨风险时不同海管段相对底床的悬空深度存在不同，其空间分辨率可高达 每两个焊缝之间的海管段；考虑台风风险时，可获得1小时时间间隔的台风路径和风速数 据等，对应的风险评分的时间分辨率可高达1个小时。因此，步骤（2)中对于风险要素数据、 各分项风险的评分数据、所有项风险的总评分数据该=层数据中的各层数据存储时确定时 间分辨率和空间分辨率：对于空间分辨率，对各层数据均取各个风险项的空间分辨率的最 高值，该里对应的是两个焊缝之间的一个海管段；对于时间分辨率，各个风险要素数据取各 自的时间分辨率，风险评分数据取对应的各项风险要素的时间分辨率的最高值，总风险评 分数据取各个分项评分的时间分辨率的最高值。
[0030] 表 1
[0031]
【权利要求】
1. 一种海底油气管道的风险管理系统，其特征在于：该系统由数据存储 系统、人机交互界面和后台处理模块三部分组成； 数据存储系统，负责海管风险相关数据，其将相关数据分成风险要素数据、各分项风险 的评分数据、所有项风险的总评分数据这三个层级，并分开存储； 人机交互界面分为录入数据和数据展示两大块；其中录入数据支持新的风险要素数据 的录入；数据展示部分支持三个层级数据所有历史数据的表单式条件查询、单个风险项评 分和总评分值随时间变化曲线展示、基于WebGIS的单一时间点评分状态展示和评分状态 随时间变化的动态展示； 后台处理模块支持自动计算风险评分，其根据新增的风险要素数据对应的风险项调取 相应的风险评分规则进行计算得到新评分值，将新评分值写入分项风险评分数据表中，并 且其根据分项风险评分数据表汇总生成新风险总评分，将新风险总评分写入风险总评分数 据表中；此外，后台处理模块还负责响应人机交互界面对数据存储系统的正常数据写入和 调取操作。
2. -种海底油气管道的风险管理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： (1) 由数据存储系统、人机交互界面和后台处理模块三部分组成； (2) 数据存储系统负责海管风险相关数据，其将相关数据分成风险要素数据、各分项风 险的评分数据、所有项风险的总评分数据这三个层级，并分开存储； (3) 人机交互界面分为录入数据和数据展示两大块；其中录入数据支持新的风险要素 数据的录入；数据展示部分支持三个层级数据所有历史数据的表单式条件查询、单个风险 项评分和总评分值随时间变化曲线展示、基于WebGIS的单一时间点评分状态展示和评分 状态随时间变化的动态展示； (4) 后台处理模块支持自动计算风险评分，其根据新增的风险要素数据对应的风险项 调取相应的风险评分规则进行计算得到新评分值，将新评分值写入分项风险评分数据表 中，并且其根据分项风险评分数据表汇总生成新风险总评分，将新风险总评分写入风险总 评分数据表中；此外，后台处理模块还负责响应人机交互界面对数据存储系统的正常数据 写入和调取操作。
3. 根据权利要求2所述的海底油气管道的风险管理方法，其特征在于：所述步骤（1) 中对于风险要素数据、各分项风险的评分数据、所有项风险的总评分数据这三层数据中的 各层数据存储时确定时间分辨率和空间分辨率：对于空间分辨率，对各层数据均取各个风 险项的空间分辨率的最大值；对于时间分辨率，各个风险要素数据取各自的时间分辨率，风 险评分数据取对应的各项风险要素的时间分辨率的最大值，总风险评分数据取各个分项评 分的时间分辨率的最大值。
4. 根据权利要求3所述的海底油气管道的风险管理方法，其特征在于：所述步骤（2) 包括以下分步骤： (2. 1)当向风险要素数据表FACTOR_TABLE中插入新的风险要素数据时，触发从风险要 素到单项风险评分的计算模型，该模型根据新的风险要素数据和相同风险项的其他风险要 素数据计算出新评分值NV，向分项风险评分数据表ITEM_TABLE中插入该新评分值； (2. 2)触发从分项风险评分记录汇总总风险评分的模型，该模型从分项风险评分数据 表ITEM_TABLE中查找到离当前时间点最近的该分项评分值0V，在总评分数据表TOT_TABLE 中搜索到离当前时间点最近的总评分值OTV，往总评分数据表中增加当前的总评分值，当前 的总评分值=0TV+NV-0V。
5. 根据权利要求4所述的海底油气管道的风险管理方法，其特征在于：所述步骤（3) 中导入风险要素数据包括录入结果写入风险要素数据表、或数据文件按照风险要素数据表 的形式组织成excel文件后上传到服务器。
6. 根据权利要求5所述的海底油气管道的风险管理方法，其特征在于：所述步骤（3) 中显示风险评分等级采用基于WebGIS的图形窗口，显示海管路由地理位置；显示风险评分 等级通过颜色表示不同的风险等级；显示风险评分等级采用评分项切换控件来切换显示总 风险等级或任意分项的风险等级；显示风险评分等级采用时间控件，当选中时间点后，通过 时间空间切换到该时间点的海管评分状态。
7. 根据权利要求6所述的海底油气管道的风险管理方法，其特征在于：所述步骤（3) 中导出风险评分时间曲线包括：一个输入框，用于确定关心的KP值，根据该KP值，检索海管 段序号和KP值对应关系的数据表，确定该KP值对应的海管段序号；一个下拉列表，用于选 择关心的分项风险项，通过检索分项风险项序号数据表后，得到对应的分项风险项序号；在 获得海管段序号和分项风险项序号后，分别用SQL语句检索分项风险评分数据表和总风险 评分数据表，得到该海管段的该分项分项评分和总风险评分的所有历史时刻数据，依据此 两组数据，绘制两条风险评分时间曲线。
8. 根据权利要求7所述的海底油气管道的风险管理方法，其特征在于：所述步骤（3) 中导出风险要素、分项评分和整体评分包括：两个文本输入框，用于输入关心管线的起点和 终点KP值，根据上述数值，检索海管段序号和KP值对应关系的数据表，确定属于该范围的 海管段序号集合；在导出总风险评分中，通过SQL语句检索总风险评分数据表中所有海管 段序号属于该集合的记录，并将其输出；在导出分项评分和风险要素中，还有一个下拉列表 空间，用于确定关心的分项风险，通过SQL语句检索分项风险评分和分项风险要素数据表 中所有海管段序号属于该集合、属于关心分项风险的记录，并将其输出。
9. 根据权利要求8所述的海底油气管道的风险管理方法，其特征在于：所述步骤（3) 中根据查询设置导出多风险项通过调用WebGIS的API函数获取选中的海管段，计算出对应 的KP值范围，将其显示；提供4个链接，这些链接分别对应切换到导出风险要素、分项评分、 整体评分、风险评分时间曲线的界面；将该KP值范围或范围中点的KP值传递给对应界面的 文本框中，以实现快速查看相应内容。
【文档编号】G06F17/30GK104504489SQ201410680507
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】江文滨, 李磊, 林缅 申请人:中国科学院力学研究所