测绘第３４卷第２期２０１ｉ年４月 基于ＡＰＤＭ的西南油气田天然气管道数据 模型的设计与实现 张轶胡北甘荣成 （四川省基础地理信息中心，四川成都６１ ００４１） ［摘要］文章通过分析，以ＡＰＤＭ为基础，对西南油气田公司天然气管道与场站管理数据库的数据模型进行设计， 并结合用户需求，对数据模型进行了扩充和完善，并制定了相关数据字典、数据标准与数据管理条例。该套数 据模型已在实际生产管理中得以全面应用。 ［关键词］ＡＰＤＭ；线性参考；石道；数据模型 ［中图分类号］Ｐ２０８ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１６７４—５０１９（２０１１）０２—００５４—０３ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆＡＰＤＭ—ｂａｓｅｄ Ｄａｔａ Ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ ０ｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｆｉｅｌｄ’Ｓ Ｐｉｐｅｌｉｎｅ ＺＨＡＮＧＭ ＨＵＢｅｉ ＧＡＮＲｏｎｇ—ｃｈｅｎｇ （Ｓｉｃｈｕａｎ Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００４１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ＡＰＤＭ—ｂａｓｅｄ ｄａｔａ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ａｎｄ ｓｉｔｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｄａｔａｂａｓｅ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅ ｄａｔａ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｔａｂａｓｅ ｗａｓ ｅｘｐａｎｄｅｄ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ， ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｕｓｅｒｓ．Ｔｈｉｓ ｓｅｔ ｏｆ ｄａｔａ ｍｏｄｅｌ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｆｕｌｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｒｅｌｅｖａｎｔ ｄａｔａ ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ，ｄａｔａ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ ｄａｔａ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＰＤＭ；Ｌｉｎｅａｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ；Ｏｉｌ ｐｉｐｅｌｉｎｅ；Ｄａｔａ ｍｏｄｅｌ １ 引言 石道与场站的数据模型，应该能够服务于 的。ＥＳＲＩ公司带头组织了筹划指导委员会和技术委 员会，主持对ＡＰＤＭ的设计与开发，版本不断更新。 ＡＰＤＭ的应用对象为： 管道业务日常管理、场站设施与设备仪器管理、管 道的内检测与外防腐、高风险区识别、管道应急、 风险分析，以及管道和场站的完整性管理。多种技 术被应用于石道场站管理系统的开发运行当 中，比如集成空间分析技术（ＩＳＡＴ ）、管道开放数 据标准（ＰＯＤＳ…）、管道数据管理行业标准（ＡＳＰＤＭ…）。 然而，ＥＳＲＩ公司的ＡＰＤＭ和ＧｅｏＤａｔａｂａｓｅ技术具备更 大的优势。本文分析了使用ＡＰＤＭ进行石道数据 建模的原因，介绍了ＡＰＤＭ的核心概念，在此基础上 对西南油气田公司天然气管道核心数据模型进行了 （１）长输液体或气体介质的管道，介质包括天 然气、原油、成品油等。 （２）以里程值和坐标来定位的管道及沿线设 备。 （３）集输、长距离传输及配送的管道系统。 ＡＰＤＭ是一种模型，而非标准。它并非定位于一 种复杂且包罗万象的数据模型，而是一种包含了管 道相关核心要素的初级模型，管道公司可以此为基 础，利用ＡＰＤＭ定义的规则增减要素，量身定做适合 设计，针对用户实际生产管理模式，对数据模型进 行了扩展和完善。 自己的数据模型。 使用ＡＰＤＭ进行数据建模的原因： （１）商业角度；ＡＰＤＭ为高风险区识别、空间地 ２ ＡｒｃＧＩＳ管道数据模型 ＡｒｃＧＩＳ管道数据模型（ＡｒｃＧＩＳ Ｐｉｐｅ１ ｉｎｅ Ｄａｔａ 理信息系统平台提供了更为优越的数据与管理基 础；作为高效数据管理平台的ＡＰＤＭ可以集成于管道 运行与设备管理的框架当中；缩短数据维护与集成 Ｍｏｄｅ１）简称ＡＰＤＭ，用于存储与收集和集输管线有关 的要素的信息。ＡＰＤＭ是为通过ＥＳＲＩ公司的ＡｒｃＧＩＳ 和ＡｒｃＳＤＥ软件来实现ＥＳＲＩ地理数据库而专门设计 的时间；使人力资源将更多精力投入到管理与监控 信息的响应中。 测绘第３４卷第２期２０１１年４月 ５５ （２）技术角度：ＡＰＤＭ地理数据库避免了ＧＩＳ关 系模型中的空间数据更新与同步的问题，降低了数 据维护成本，提高了数据可靠性；ＡＰＤＭ是为ＥＳＲＩ企 业版软件而开发的，可以利用ＡｒｃＧＩＳ软件强大的空 问数据分析技术、三维技术、手持移动技术、嵌入 式技术等对数据进行分析或操作，这些因素对管理 要求规范的管道传输业至关重要。 事件；离线要素是指没有里程值的要素或事件。 ＡＰＤＭ中的所有特征可被分为三类，即抽象类、 核心类，以及可选类。 （１）抽象类定义了ＡＰＤＭ的框架，其他类都是 继承了相应抽象类中属性、关系和行为而得来。抽 象类并非实体，也不能在ＡＰＤＭ地理数据库中被实现， 它们只是出现在ＡＰＤＭ中的逻辑或物理（ＵＭＬ）模型。 （２）核心类是ＡＰＤＭ中的对象类、特征类、关 系类，以及保持ＡＰＤＭ一致性的域。核心类定义了ＡＰＤＭ 的中心线特征、线性参考属性，以及支撑模型。核 心类是实体，在ＡＰＤＭ数据库中被实现。 ３ ＡＰＤＭ的线性参考 （１）ＧＩＳ系统多采用经纬度（或Ｘ、Ｙ、Ｚ）值 来表示一个点的空间位置，然而有时也需要用１维 数据对点的位置进行表达，例如沿某条管道１０公里 处的位置（见图１）。简而言之，线性参考就是用一 维数据表达二维数据信息的数学参考系。 图ｌ线性参考坐标 线性参考是ＡＰＤＭ的核心之一，有了线性参考， 就可以通过里程标志确定管道、公路、河流等路径 沿线任意一点的位置。 （２）路径位置描述的是路径上离散的点或一部 分线段。当路径位置以及它们的属性存储在一个表 格里时，那么就把它们看成是路径事件。每个事件 都以一个主题内容存储在表格中。例如，高速公路 路径中包含了时速、交通事故等主题事件。路 径事件包括点事件和线事件。 点事件描述路径中某一个精确的点，例如管道 某处发生爆管的点；线事件描述路径上的某一个部 分，例如管道某段的管径、压力、腐蚀状况等。 （３）使用ＡｒｃＧＩＳ软件，可以为ＡＰＤＭ管道数据 创建线性参考并添加相关属性、进行里程更新，同 时可利用ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ类库实现一维里程值与二 维坐标的互换，从而可以进一步使用ＡｒｃＧＩＳ平台提 供的强大的分析功能实现对数据的分析与操作。这 样，使用ＡＰＤＭ建模的ＥＳＲＩ地理空间数据库就可以 为管道抢险、救援路径分析、管道腐蚀监测、管道 设备管理、管道维修、高风险区识别等提供支持， 进而实现管道完整性管理。 ４ ＡＰＤＭ的实现 ４．１ ＡＰＤＭ要素分类 ＡＰＤＭ的要素分为在线点、在线线，以及离线点、 线、面。其中的在线要素是由里程值来定位的要素或 （３）可选类 不是ＡＰＤＭ中必须的模型，为没有 实际管道数据模型的公司提供一种初级模型，只要 当中修改的类和阈值都遵循ＡＰＤＭ抽象类和元数据定 义的规则。４．２西南油气田管道核心数据模型的实现 （１）模型的核心要素类 核心要素类包括控制点（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔ）、站 列（Ｓｔａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉｅｓ）、场站（Ｓｉｔｅ）等。 控制点是中心线已知里程的点，站列要素的每 一个节点对应一个控制点。西南油气田ＡＰＤＭ中采用 桩号点作为控制点，包括自定义桩号编号、ｘＹ、里 程值和高程等。 站列是已知里程值的线要素类，西南油气田 ＡＰＤＭ中将管道按照场站分为若干段，并将各个管段 存储到Ｓｔａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉｅｓ表中。 场站是面要素，西南油气田ＡＰＤＭ中的场站包括 净化站、脱硫站、集气站、分输站等。 （２）模型的核心对象类 核心对象类包括单位（Ｃｏｍｐａｎｙ）、外部文件 （Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ）、子系统（Ｓｕｂ Ｓｙｓｔｅｍ）等。 单位中存储了公司各个单位的信息。西南油气 田ＡＰＤＭ中将单位划分为公司、气矿、作业区三个级 别，并将各单位按照所属关系进行了编号，同时存 储了各个单位的空间管辖范围。 外部文件用来存储相关文件。西南油气田ＡＰＤＭ 中将管道沿线两百米范围的高风险区、管道穿跨越、 地质灾害、管网图、场站工艺流程图、管道腐蚀监 测点等等数十万张图片进行了存储，同时提供了各 种规章制度文件、完整性管理文件等的上传下载。 子系统是组织管道的一种方法。西南油气田 ＡＰＤＭ中将单位、管道和场站按照级别、关系等进行 分类和关联。子系统是多层次的。使用Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ 存储子系统；使用ＳｕｂＳｙｓｔｅｍＲａｎｇｅ存储各个子系统 的所属范围；使用ＳｕｂｓｙｓｔｅｍＨｉｅｒａｒｃｈｙ存储子系统 之问的级别关系。表格及主要字段如图２所示。 人
