论文部分内容阅读
工业革命赋予了人类获得了驾驭机械，利用蒸汽的本领，对电磁本质的发现是电气化革命的发轫，之后人类发明了直流和交流发电机，以及相应的输配电设施，进而进入了电气化时代，而计算机的出现和互联网的应用，还有其他高端通信技术的快速发展，更像催化剂一样，带领人类文明迈入了信息化社会，随着信息革命的深入，人类社会目前正在迈入信息化社会的高阶状态——智能化社会。
随着各种技术和概念的激烈碰撞，各种革命性的智能化应用相继诞生，比如最近喧嚣尘上，引来议论纷纷的智能电网，其夺目光彩使之成了这场浩浩荡荡的智能化革命的旗手，智能电网的利弊成败我们暂且不论，这场智能化的革命，如同之前几次技术革命，必将在未来各行各业产生深远影响，这次我们就谈谈中国的智能油气管道建设和发展，从一管窥全豹，来看看智能化技术对我们的生产生活会产生什么具体影响。
首先，要定义下何为智能油气管道，所谓智能化管道，是相对于非智能化管道而言的概念，传统的非智能化管道，大部分的信息收集，指令下达，以及设备操作都是通过建立在管道沿线各站场的操作人员手工完成。而智能化管道则利用现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对油气管道的应用的智能集合，实现远程实时控制，实时信息收集和反馈，并且在某些关键部位能进行自动决策和操作。因此，我们可以借用智能电网的提法，把智能油气管道定义为：
“以坚强油气管道为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，实现“油气流、信息流”的一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、统一合作、友好互动的现代油气管道系统。”
坚强可靠主要指的是实体管道系统必须足够安全，能够及时处理特殊环境下的人为或者自然破坏，这是智能油气管道发展的物理基础；经济高效指的是智能油气管道系统的能够在增加管道运行效率的同时减少不必要的设备以及人力开支，以及降低因事故造成的损失，这是对智能油气管道发展的基本要求；清洁环保指的是智能油气管道系统能够降低管道泄露和爆炸事故的发生频率，并且能够在事故发生后及时处理，尽可能的降低事故发生后带来的环境影响，并且降低整条系统的能耗和碳排放，这是绿色社会对智能油气管道系统的基本诉求；统一合作是指智能油气管道的建设能使中国整个油气管道系统成为一个整体，使现有管道资源发挥最大利用效率，这是智能油气管道系统的发展方向；友好互动指的是智能油气管道系统的操作方便，并且具有人性化特点，即终端用户能够与系统实现实时全面的人机对话，这是智能油气管道系统的主要运行特征。
按照目前油气管道的智能化进展，管道的智能化功能实现需要依靠一个总控中心，以及分布于各站场和阀室的远程站控设备，这整个一套系统有多种实现方式，比如管道站场层面的DCS系统（分布式控制系统）还有整体管道层面的SCADA系统（数据采集与监视控制系统）等，在这几种实现方式中，以SCADA系统最为中枢，站场DCS系统一般会和SCADA系统相连，作为SCADA系统的下端子系统，而PLC设备（可编程逻辑控制器）和RTU设备（远程终端单元）、其他一些智能化仪表和控制设备以及必不可少的通讯设备，则是智能油气管道系统最终端的控制设备，它们是整个系统的传感器和具体控制单元，SCADA系统是目前中国油气管道智能化的核心。我们可以做一个形象的比喻，如果把整个智能油气管道系统比喻成一个人，那SCADA系统的中央总控室即是这个的大脑，而DCS系统是这个人的四肢，PLC、RTU以及其他智能化设备就是这个人四肢上的肌肉和触觉细胞，而各种通信设备就是这个人的神经系统。大脑的作用就是对触觉细胞反馈上来的信息进行判断并给出指令，当然这一切信息的传递都要通过神经系统。
目前根据中石油的数据，截至2009年年底，中国拥有68000公里的油气管道，其中原油管道20000公里，天然气管道33000公里，成品油管道15000公里，而在未来五年内，这些数字将以每年约10%的速度增长。根据Frost & Sullivan的研究，在现存管道中大约有90%的管道都已实现了初步的智能化应用，而在未来的新建管道中，将100%的实现一定程度的智能化应用，如前所言，目前中国油气管道的智能应用主要就是SCADA系统和DCS系统的结合，其中尤以SCADA系统为目前管道智能化应用的核心和中枢。SCADA系统即数据采集与监视控制系统，顾名思义，此系统以数据采集为主要功能，但这并不意味着其没有远程和自动控制功能，恰恰相反，远程控制的实现是SCADA系统的重要功能之一，如前所言，站场DCS作为SCADA系统的子系统，是SCADA系统的控制功能的主要实现模块。
根据Frost & Sullivan的研究，中国油气管道SCADA市场规模不容小觑，并且增长稳定，利润率也高于自动化行业平均水平，可惜的是，目前国内油气管道的SCADA系统市场几乎为几大国外品牌垄断，如霍尼韦尔（Honeywell），泰尔文特(Telvent), 福克斯波罗(Foxboro), ABB等，大项目更几乎完全由几大品牌所独占，以09年的项目为例，长达近万公里的西气东输二线的SCADA项目就被霍尼韦尔和泰尔文特获得，其中尤以霍尼韦尔为主。另外在09年，还有像涩宁兰天然气复线，新川气东送天然气管道扩建，塔中至轮南天然气管道，安永线等油气管道SCADA项目都被以上几家外企所瓜分，国内企业仅能在一些小管线上略有斩获，09年有据可查且较具规模的项目仅有研控公司的川东北-川西北输气联络线一个SCADA项目。
国内品牌在油气管道SCADA市场缺位的原因无非可以概括为以下两点：
质量不过关：油气管道为国家能源之命脉，尤其像西气东输，川气东送等大型长距离管道，更是不容任何闪失，而且这些管线需要穿越崇山峻岭，横跨沙漠戈壁，面临零下30度到零上40度的考验，以及狂风暴雨，沙尘暴雷暴的危险，SCADA系统，尤其是那些露天配置在管线阀室的RTU设备，不仅需要能够抗过这些极端气候，还需要经年累月的在这种气候条件下正常工作，这对于RTU这样的精密设备来说不能不说是对质量上的大考验，而目前国内品牌的产品还不能100%的达到这个要求；
品牌不过硬：那些在中国油气管道SCADA市场占据领导地位的国外企业，每一家都有着极深的品牌内涵，比如ABB，是全领域的工控设备专家，Honeywell本身就是安防领域的著名企业，DCS概念就是Honeywell在1975年首先提出的，而泰尔文特更是出生于加拿大石油之城卡尔加里，在欧美油气领域名闻遐迩，这些品牌在国外都拥有大量油气管道项目业绩，工程经验丰富，对于终端用户而言，选择他们就意味着选择放心，而反观中国油气管道SCADA企业的品牌，却相对历史较短，品牌内涵较差，并且所有的国内的品牌都没有如国外企业那样丰富的项目经验和使用业绩。
当然，并非说国内品牌一无是处，相对于国外企业而言，国内企业更注重服务的及时性，并且价格仅是国外产品的几分之一，但是作为终端用户的石化双雄——中石油和中石化，他们选择产品的第一标准就是产品的质量及产品使用经验，而且他们一向“不差钱”，这就导致了国内品牌的恶性循环，即没有业绩，产品没有经过考验导致没有新的项目，而没有新的项目就更不会有业绩，产品没机会接受实战的考验。
国内品牌的缺位不仅是中国企业之痛，也是国家之憾，试想，油气管道作为中国经济的命脉，其智能化进程竟然掌握在国外企业手里，关键设备和中枢都由国外企业提供，不仅付出了高额溢价，而且一旦生变后果不堪设想。对此，我们可以拿同为国家经济命脉的电网智能化——智能电网的建设做比较，目前我国的智能电网和特高压建设的主动权基本掌握在国人自己手里，关键技术和核心设备都有我国自行生产，这样不仅降低了成本，也扶植了一大批有国际竞争力的企业，如思源，西开，平高，南瑞等，更重要的是，通过智能电网的自主化建设，我们把国家能源安全的主动权抓在了自己手里，而同样为国之命脉的油气管道为什么不能仿效智能电网的建设，通过扶植一批有竞争力的本土企业，把国家能源安全抓在自己手里？ （Frost & Sullivan 能源与电力系统部门供稿）
随着各种技术和概念的激烈碰撞，各种革命性的智能化应用相继诞生，比如最近喧嚣尘上，引来议论纷纷的智能电网，其夺目光彩使之成了这场浩浩荡荡的智能化革命的旗手，智能电网的利弊成败我们暂且不论，这场智能化的革命，如同之前几次技术革命，必将在未来各行各业产生深远影响，这次我们就谈谈中国的智能油气管道建设和发展，从一管窥全豹，来看看智能化技术对我们的生产生活会产生什么具体影响。
首先，要定义下何为智能油气管道，所谓智能化管道，是相对于非智能化管道而言的概念，传统的非智能化管道，大部分的信息收集，指令下达，以及设备操作都是通过建立在管道沿线各站场的操作人员手工完成。而智能化管道则利用现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对油气管道的应用的智能集合，实现远程实时控制，实时信息收集和反馈，并且在某些关键部位能进行自动决策和操作。因此，我们可以借用智能电网的提法，把智能油气管道定义为：
“以坚强油气管道为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，实现“油气流、信息流”的一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁环保、统一合作、友好互动的现代油气管道系统。”
坚强可靠主要指的是实体管道系统必须足够安全，能够及时处理特殊环境下的人为或者自然破坏，这是智能油气管道发展的物理基础；经济高效指的是智能油气管道系统的能够在增加管道运行效率的同时减少不必要的设备以及人力开支，以及降低因事故造成的损失，这是对智能油气管道发展的基本要求；清洁环保指的是智能油气管道系统能够降低管道泄露和爆炸事故的发生频率，并且能够在事故发生后及时处理，尽可能的降低事故发生后带来的环境影响，并且降低整条系统的能耗和碳排放，这是绿色社会对智能油气管道系统的基本诉求；统一合作是指智能油气管道的建设能使中国整个油气管道系统成为一个整体，使现有管道资源发挥最大利用效率，这是智能油气管道系统的发展方向；友好互动指的是智能油气管道系统的操作方便，并且具有人性化特点，即终端用户能够与系统实现实时全面的人机对话，这是智能油气管道系统的主要运行特征。
按照目前油气管道的智能化进展，管道的智能化功能实现需要依靠一个总控中心，以及分布于各站场和阀室的远程站控设备，这整个一套系统有多种实现方式，比如管道站场层面的DCS系统（分布式控制系统）还有整体管道层面的SCADA系统（数据采集与监视控制系统）等，在这几种实现方式中，以SCADA系统最为中枢，站场DCS系统一般会和SCADA系统相连，作为SCADA系统的下端子系统，而PLC设备（可编程逻辑控制器）和RTU设备（远程终端单元）、其他一些智能化仪表和控制设备以及必不可少的通讯设备，则是智能油气管道系统最终端的控制设备，它们是整个系统的传感器和具体控制单元，SCADA系统是目前中国油气管道智能化的核心。我们可以做一个形象的比喻，如果把整个智能油气管道系统比喻成一个人，那SCADA系统的中央总控室即是这个的大脑，而DCS系统是这个人的四肢，PLC、RTU以及其他智能化设备就是这个人四肢上的肌肉和触觉细胞，而各种通信设备就是这个人的神经系统。大脑的作用就是对触觉细胞反馈上来的信息进行判断并给出指令，当然这一切信息的传递都要通过神经系统。
目前根据中石油的数据，截至2009年年底，中国拥有68000公里的油气管道，其中原油管道20000公里，天然气管道33000公里，成品油管道15000公里，而在未来五年内，这些数字将以每年约10%的速度增长。根据Frost & Sullivan的研究，在现存管道中大约有90%的管道都已实现了初步的智能化应用，而在未来的新建管道中，将100%的实现一定程度的智能化应用，如前所言，目前中国油气管道的智能应用主要就是SCADA系统和DCS系统的结合，其中尤以SCADA系统为目前管道智能化应用的核心和中枢。SCADA系统即数据采集与监视控制系统，顾名思义，此系统以数据采集为主要功能，但这并不意味着其没有远程和自动控制功能，恰恰相反，远程控制的实现是SCADA系统的重要功能之一，如前所言，站场DCS作为SCADA系统的子系统，是SCADA系统的控制功能的主要实现模块。
根据Frost & Sullivan的研究，中国油气管道SCADA市场规模不容小觑，并且增长稳定，利润率也高于自动化行业平均水平，可惜的是，目前国内油气管道的SCADA系统市场几乎为几大国外品牌垄断，如霍尼韦尔（Honeywell），泰尔文特(Telvent), 福克斯波罗(Foxboro), ABB等，大项目更几乎完全由几大品牌所独占，以09年的项目为例，长达近万公里的西气东输二线的SCADA项目就被霍尼韦尔和泰尔文特获得，其中尤以霍尼韦尔为主。另外在09年，还有像涩宁兰天然气复线，新川气东送天然气管道扩建，塔中至轮南天然气管道，安永线等油气管道SCADA项目都被以上几家外企所瓜分，国内企业仅能在一些小管线上略有斩获，09年有据可查且较具规模的项目仅有研控公司的川东北-川西北输气联络线一个SCADA项目。
国内品牌在油气管道SCADA市场缺位的原因无非可以概括为以下两点：
质量不过关：油气管道为国家能源之命脉，尤其像西气东输，川气东送等大型长距离管道，更是不容任何闪失，而且这些管线需要穿越崇山峻岭，横跨沙漠戈壁，面临零下30度到零上40度的考验，以及狂风暴雨，沙尘暴雷暴的危险，SCADA系统，尤其是那些露天配置在管线阀室的RTU设备，不仅需要能够抗过这些极端气候，还需要经年累月的在这种气候条件下正常工作，这对于RTU这样的精密设备来说不能不说是对质量上的大考验，而目前国内品牌的产品还不能100%的达到这个要求；
品牌不过硬：那些在中国油气管道SCADA市场占据领导地位的国外企业，每一家都有着极深的品牌内涵，比如ABB，是全领域的工控设备专家，Honeywell本身就是安防领域的著名企业，DCS概念就是Honeywell在1975年首先提出的，而泰尔文特更是出生于加拿大石油之城卡尔加里，在欧美油气领域名闻遐迩，这些品牌在国外都拥有大量油气管道项目业绩，工程经验丰富，对于终端用户而言，选择他们就意味着选择放心，而反观中国油气管道SCADA企业的品牌，却相对历史较短，品牌内涵较差，并且所有的国内的品牌都没有如国外企业那样丰富的项目经验和使用业绩。
当然，并非说国内品牌一无是处，相对于国外企业而言，国内企业更注重服务的及时性，并且价格仅是国外产品的几分之一，但是作为终端用户的石化双雄——中石油和中石化，他们选择产品的第一标准就是产品的质量及产品使用经验，而且他们一向“不差钱”，这就导致了国内品牌的恶性循环，即没有业绩，产品没有经过考验导致没有新的项目，而没有新的项目就更不会有业绩，产品没机会接受实战的考验。
国内品牌的缺位不仅是中国企业之痛，也是国家之憾，试想，油气管道作为中国经济的命脉，其智能化进程竟然掌握在国外企业手里，关键设备和中枢都由国外企业提供，不仅付出了高额溢价，而且一旦生变后果不堪设想。对此，我们可以拿同为国家经济命脉的电网智能化——智能电网的建设做比较，目前我国的智能电网和特高压建设的主动权基本掌握在国人自己手里，关键技术和核心设备都有我国自行生产，这样不仅降低了成本，也扶植了一大批有国际竞争力的企业，如思源，西开，平高，南瑞等，更重要的是，通过智能电网的自主化建设，我们把国家能源安全的主动权抓在了自己手里，而同样为国之命脉的油气管道为什么不能仿效智能电网的建设，通过扶植一批有竞争力的本土企业，把国家能源安全抓在自己手里？ （Frost & Sullivan 能源与电力系统部门供稿）