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凯特数智:TimechoDB支撑油气管网智能监视与应急指挥

一、客户背景

国家管网集团整合多家油气企业存量管网资产后,长输油气管道规模持续扩大,管网覆盖地域广、站场阀室点位分散,多条管线交叉并行,生产运行管理的复杂度不断提升。山东分公司、东北分公司承担着区域内原油、成品油和天然气管道的运行监视、调度管理及应急处置任务,管辖管道总里程超过两万公里,覆盖站场210余座。

凯特数智科技有限公司长期服务油气行业工业自动化控制与数字智能化应用,承揽建设了国家管网集团山东分公司、东北分公司生产监视与应急指挥平台。项目以“调控统一指挥、区域化集中监视与应急”为建设方向,推动两家地区公司构建统一调度、集中监视、分级分权和协同处置的新型生产运维体系。

二、面临挑战

在传统“按管线划分、分单位独立运维”的管理模式下,不同区域、不同管线和不同专业往往使用相对独立的系统,生产数据分散在工艺监视、设备管理、巡检作业、报警管理、管道完整性监测和应急指挥等多个环节。生产人员难以快速形成跨系统、跨区域的完整运行视图,调度指挥和现场运维之间也存在信息传递链条较长、异常处置协同不足等问题。

随着监视范围扩大,工业数据底座还面临较大的技术压力。油气管网现场数据具有体量大、采样频率高、持续写入和查询需求并存等特点,部分数据可能乱序到达;同时,历史数据需要长期保存并支持异常追溯、趋势分析和跨系统调用。系统既要具备高吞吐写入能力,也要控制存储成本,并在掉电、系统崩溃或异常退出等情况下保障数据文件完整有效。

此外,报警数量多、来源广、专业关联复杂,单纯依靠人工逐条查看,难以满足集中监视和快速响应要求。平台需要在统一汇聚数据的基础上,进一步支持报警分级、折叠抑制、智能研判、根因分析和精准分发,为生产人员提供更及时的辅助决策信息。

三、Timecho解决方案

凯特数智围绕生产监视与应急指挥业务,整合传统工艺监视系统,并接入作业、巡检、设备诊断、管道完整性监测、报警和应急处置等数据,建设覆盖运行监视、报警管理、设备远程诊断、智能运维、作业管理、应急处置和管道完整性监测等场景的一体化平台。

平台形成八类核心功能:生产运维数据中心、管道状态监视中心、作业安全监护中心、异常状态预警中心、设备诊断维护中心、维修任务管理中心、应急指挥协调中心和应急调度备用中心。通过统一数据汇聚和业务协同,平台打破一线与调度之间相对割裂的管理格局,支撑统一调度管理、分级分权分发和区域化集中监视。

在国家管网集团东北公司生产监视与应急指挥中心项目中,平台采用TimechoDB作为工业时序数据底座,承载管网运行数据的存储、查询、转发和管理。TimechoDB采用分布式架构,支持按业务规模进行水平扩展,材料显示其单集群支持至少10亿测点/时间线;写入方面,单节点写入达到2亿点/秒,集群写入超过2亿点/秒,可满足高频工业数据持续接入需求。

针对油气管网历史数据规模大、保存周期长的特点,TimechoDB采用列式存储,平均实现10:1至30:1的无损压缩比,在保留数据完整性的同时降低存储空间占用。针对现场数据顺序不一致的问题,系统采用顺序数据与乱序数据分离存储及高效合并策略,保障数据完整性和准确性。面对系统崩溃、掉电和异常退出等情况,TimechoDB能够保持数据文件完整有效,增强生产监视平台的数据可靠性。

在此基础上,平台叠加人工智能能力,建设数字员工和智能辅助机制,支持报警智能研判、报警折叠抑制、自动处置、精准分发和根因分析。相关能力帮助生产人员从海量报警和多系统信息中识别重点异常,形成从状态感知、异常分析到应急协同的业务链路,并为无人值守、虚拟值班和黑屏管理等模式演进提供支撑。

四、成效与价值

项目已支撑国家管网集团山东分公司、东北分公司对两万余公里原油、成品油和天然气管道及210余座站场进行集中调控与监视,为两家地区公司推进区域化改革和生产运维模式升级提供了平台基础。

从数据支撑能力看,TimechoDB在东北公司项目中验证了面向工业时序数据的高吞吐写入、海量测点管理、历史数据压缩、顺序与乱序数据处理以及异常情况下的数据可靠性能力。统一的数据底座使运行数据能够持续沉淀并服务于趋势分析、异常追溯、设备诊断和应急指挥。

从业务管理看,生产监视平台将分散在多个系统和专业中的信息汇聚到统一视图,支持调度、生产、设备、安全和应急等角色协同工作,推动管网运行管理从分散监视向集中监视、统一指挥和分级处置转变。人工智能辅助能力则为报警治理和异常研判提供了进一步的智能化支撑。

这一实践形成了“统一业务平台+工业时序数据底座+智能分析能力”的建设路径:先通过TimechoDB夯实数据存储与管理基础,再围绕运行监视、报警处置、设备诊断和应急指挥等场景推进业务融合,逐步构建油气管网智能运维新模式。