1.本发明属于管道运输业领域，具体涉及一种管道设计方法及分析流程。
背景技术：2.近年来，随着管道运输业的不断发展以及国家对环境保护力度的不断加大，对管道平台的总体设计提出了新的要求。因此，基于管道系统设计标准和规范建立管道设计与分析中心，管道设计和分析中心将各个设计和分析系统同数据库结合起来，实现管道设计过程的数据库管理和无纸化操作，可提高管道设计工作的效率，也为今后管道系统设计提供参考。
技术实现要素：3.本发明提供了一种管道设计方法及分析流程，管道系统设计和分析中心功能包含实验分析、虚拟设计和运行模拟和输送工艺参数优化指导；
①
实验分析中心包含物料试验数据分析系统等，该中心基于管道运行有目的的进行收集、整理、加工和分析数据，提炼有利于管道运行信息的一个过程；
②
虚拟设计中心包含管道虚拟设计系统、管道设备选型系统等系统，该中心使用虚拟现实技术生成适用于现实环境的虚拟现实产品，具有仿真性、开放性、操作性、针对性以及超越时空的特征和优势；
③
运行模拟中心包含管道设备运行模拟系统，该系统根据虚拟管道设计系统虚拟设计制作管道运行工艺图进行不同工况下的模拟运行拟设计制作管道运行工艺图进行不同工况下的模拟运行；
④
输送工艺参数优化指导系统，通过评估各个参数的更改对工艺过程稳定性的影响，改进工艺过程稳定性；
4.为了达到上述技术目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种管道设计方法，包括以下步骤：
5.s1：新建物料试验数据分析系统作为管道设计与分析中心的核心数据系统，以管道为对象，有目的的收集、整合相关数据；对收集到的数据进行加工整理；
6.s2：将s1中处理后的数据和工艺参数输入管道虚拟设计系统，得到管道数据的虚拟设计，呈现所需信息；
7.s3：利用管道设备选型系统进行管道设备选型，以及实现管道设备的运行模拟；
8.s4：最后将输送工艺参数通过优化指导系统，提高实验分析中心的可靠性和稳定性。
9.优选的，所述物料试验数据分析系统工作流程具体为：
10.s1.1：首先将流变试验数据，沉降试验数据，滑动角安息角试验数据等相关管道输送所需实验数据进行收集和分类整理；
11.s1.2：其次融合图形化数据综合分析、深度数据集成、数据挖掘与数据分析等分析技术，对数据进行生产性需求测算，得到该物料能否采用管道输送，输送过程的安全性、经济性分析；然后将符合输送的数据输入测算模型进行管理；
12.s1.3：最后得到一系列运行参数；
13.优选的，所述运行参数包括但不限于物料测算、工艺用料、管道基准运行参数；
14.优选的，所述管道虚拟设计系统工作流程具体为：
15.s2.1：首先从物料试验数据分析系统获取数据集组成数据库；
16.s2.2：然后根据对输送工艺参数优化指导系统对参数的计算、优化和存储，同时实现对数据库的更新；
17.s2.3：最后将数据输送至虚拟设计中心，进行虚拟分析；
18.优选的，所述管道虚拟设计系统使用动态环境建模技术，获取三维数据建立相应的虚拟环境模型，便于获取实际环境的三维数据；结合现阶段装备水平及工艺指标，利用三维图形生成技术，确定管线走向、泵站数量设置、管径、管道壁厚、敷设坡度等并形成水力梯度线；
19.优选的，所述管道设备选型系统工作流程具体为：
20.对管道输送行业内的各主辅设备进行信息收集，并实现分类检索，建立管道输送现有装备数据库，为虚拟管道设计系统提供装备支撑，通过虚拟管道设计相关参数确定实现设备的初步选型；
21.优选的，所述管道设备运行模拟系统和管道运行参数管理系统两大系统构成了管道互联平台。该平台首先从运行模拟各个子平台获取环境参数、工艺指标、经济运行指标等；然后通过现场模拟计量采集整合所有参数和指标；最后将这些模拟量输送至模拟系统和管理系统；
22.优选的，所述输送工艺参数通过优化指导系统工作流程为：
23.s4.1：工艺参数优化指导系统以数据库为核心；首先根据指标评估系统得到预算控制指标；
24.s4.2：数据库和管理系统之间通过对数据的管理，不断校验数据是否符合管道的输送、运行需求，将不符合数据退回；
25.s4.3：数据库和工艺参数系统之间通过参数的优化不断更新数据；
26.s4.4：最后将获取到的最优数据输送如虚拟设计系统，实现应用终端数据库的运行。
27.本发明的有益效果是：
28.通过本发明提供的管道设计及分析方法，可以实现管道设计过程的数据库管理和无纸化操作，提高管道设计工作的标准化和效率。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明的管道设计与分析中心业务流程图；
31.图2是本发明物料试验数据分析系统业务流程图；
32.图3是本发明物料试验数据分析系统子系统；
33.图4是本发明管道虚拟设计系统数据存储方式；
34.图5是本发明管道设备虚拟选型业务流程；
35.图6是本发明管道设备运行模拟系统框架图；
36.图7是本发明工艺参数优化指导；
37.图8是本发明输送工艺参数优化指导系统业务流程图。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
39.实施例1
40.一种管道设计方法，如图1所示，包括以下步骤：
41.s1：新建物料试验数据分析系统作为管道设计与分析中心的核心数据系统，以管道为对象，有目的的收集、整合相关数据；对收集到的数据进行加工整理；
42.s2：将s1中处理后的数据和工艺参数输入管道虚拟设计系统，得到管道数据的虚拟设计，呈现所需信息；
43.s3：利用管道设备选型系统进行管道设备选型，以及实现管道设备的运行模拟；
44.s4：最后将输送工艺参数通过优化指导系统，提高实验分析中心的可靠性和稳定性。
45.优选的，所述物料试验数据分析系统工作流程如图2所示，具体为：
46.s1.1：首先将流变试验数据，沉降试验数据，滑动角安息角试验数据等相关管道输送所需实验数据进行收集和分类整理；
47.s1.2：其次融合图形化数据综合分析、深度数据集成、数据挖掘与数据分析等分析技术，对数据进行生产性需求测算，得到该物料能否采用管道输送，输送过程的安全性、经济性分析；然后将符合输送的数据输入测算模型进行管理；
48.s1.3：最后得到一系列运行参数；
49.优选的，所述运行参数包括但不限于物料测算、工艺用料、管道基准运行参数；
50.物料试验数据分析系统子系统如图3所示，物料试验数据分析系统从数据源接入，到数据采集、多维数据分析，再到运算查询，打通数据生命周期的各个环节，实现数据填报、处理、分析一体化，提升数据的时效性、决策分析和数据挖掘，进而提供一站式数据服务。
51.物料试验数据分析系统可以进行科学调整决策、减少试验时间、加快研发速度、节约研发经费，对于验证和修正管道关键部件及系统试验结果、确定管道运行总体性能和系统可靠性等有重要帮助。
52.优选的，所述管道虚拟设计系统工作流程具体为：
53.s2.1：首先从物料试验数据分析系统获取数据集组成数据库；
54.s2.2：然后根据对输送工艺参数优化指导系统对参数的计算、优化和存储，同时实现对数据库的更新；
55.s2.3：最后将数据输送至虚拟设计中心，进行虚拟分析；
56.优选的，所述管道虚拟设计系统使用动态环境建模技术，获取三维数据建立相应
的虚拟环境模型，便于获取实际环境的三维数据；结合现阶段装备水平及工艺指标，利用三维图形生成技术，确定管线走向、泵站数量设置、管径、管道壁厚、敷设坡度等并形成水力梯度线；
57.管道故障监测日益成为管道运行安全的关键和重要保证。为了及时准确的报告故障点的位置，基于管道虚拟设计系统构建对管道的故障点进行监测和定位系统，并且利用管道设备选型系统中设定的虚拟参数实现设备选型，管道虚拟设计系统数据存储方式如图4所示。
58.优选的，所述管道设备选型系统工作流程具体为：
59.对管道输送行业内的各主辅设备进行信息收集，并实现分类检索，建立管道输送现有装备数据库，为虚拟管道设计系统提供装备支撑，通过虚拟管道设计相关参数确定实现设备的初步选型；管道设备虚拟选型业务流程如图5所示。
60.基于虚拟设计中心建立的模型实现对虚拟设备选型，设备选型系统包括设备选型的指导、产品工作过程演示及产品技术特点演示三个功能。
61.管道虚拟设计系统和管道设备选型系统都是基于数据挖掘平台，实现向导式、零编程，全面可视化，利用可视化技术，将复杂抽象的模型直观的展现出来。
62.为了加强能耗管理，全面掌握管道设备的运行状况，指导调度人员制定合理可行的运行方案，提高能源的利用率，促进节能降耗，提高经济效益，保障安全运行，实现对管道能耗测算，安全评估的需求，管道设备运行模拟系统框架图如图6所示；
63.所述管道设备运行模拟系统和管道运行参数管理系统两大系统构成了管道互联平台。该平台首先从运行模拟各个子平台获取环境参数、工艺指标、经济运行指标等；然后通过现场模拟计量采集整合所有参数和指标；最后将这些模拟量输送至模拟系统和管理系统；
64.优选的，所述输送工艺参数通过优化指导系统工作流程为：
65.s4.1：工艺参数优化指导系统以数据库为核心；首先根据指标评估系统得到预算控制指标；
66.s4.2：数据库和管理系统之间通过对数据的管理，不断校验数据是否符合管道的输送、运行需求，将不符合数据退回；
67.s4.3：数据库和工艺参数系统之间通过参数的优化不断更新数据；
68.s4.4：最后将获取到的最优数据输送如虚拟设计系统，实现应用终端数据库的运行。
69.输送工艺参数进行优化指导系统：围绕管道输送工艺技术要求，结合现有控制系统修复粒径在线监测功能、增加各管段震动监测、完善恢复各站点监测仪器仪表的精确度，通过指标参数和运行实际参数对比分析判断管道输送过程的安全性，直观展现对比分析结果；根据实验及生产计划量确定的指标数据、输送流速、最佳浓度、批量输送批次及耗水量等相关经济运行指标，工艺参数指导架构如图7所示。
70.基于以上参数，建立工艺的参数属性分析模型，构建参数属性数据测试采集子平台，建立工艺参数评价指标体系，提出评价指标量化的计算方法和多目标综合评价与优选方法，实现输送工艺参数进行优化指导系统，输送工艺参数优化指导系统业务流程图如图8所示。
71.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
72.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
技术特征：1.一种管道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：新建物料试验数据分析系统作为管道设计与分析中心的核心数据系统，以管道为对象，有目的的收集、整合相关数据；对收集到的数据进行加工整理；s2：将s1中处理后的数据和工艺参数输入管道虚拟设计系统，得到管道数据的虚拟设计，呈现所需信息；s3：利用管道设备选型系统进行管道设备选型，以及实现管道设备的运行模拟；s4：最后将输送工艺参数通过优化指导系统，提高实验分析中心的可靠性和稳定性。2.根据权利要求1所述一种管道设计方法，其特征在于，所述物料试验数据分析系统工作流程具体为：s1.1：首先将流变试验数据，沉降试验数据，滑动角安息角试验数据等相关管道输送所需实验数据进行收集和分类整理；s1.2：其次融合图形化数据综合分析、深度数据集成、数据挖掘与数据分析等分析技术，对数据进行生产性需求测算，得到该物料能否采用管道输送，输送过程的安全性、经济性分析；然后将符合输送的数据输入测算模型进行管理；s1.3：最后得到一系列运行参数。3.根据权利要求2所述一种管道设计方法，其特征在于，所述运行参数包括但不限于物料测算、工艺用料、管道基准运行参数。4.根据权利要求1所述一种管道设计方法，其特征在于，所述管道虚拟设计系统工作流程具体为：s2.1：首先从物料试验数据分析系统获取数据集组成数据库；s2.2：然后根据对输送工艺参数优化指导系统对参数的计算、优化和存储，同时实现对数据库的更新；s2.3：最后将数据输送至虚拟设计中心，进行虚拟分析。5.根据权利要求1所述一种管道设计方法，其特征在于，所述管道虚拟设计系统使用动态环境建模技术，获取三维数据建立相应的虚拟环境模型，便于获取实际环境的三维数据；结合现阶段装备水平及工艺指标，利用三维图形生成技术，确定管线走向、泵站数量设置、管径、管道壁厚、敷设坡度等并形成水力梯度线。6.根据权利要求1所述一种管道设计方法，其特征在于，所述管道设备选型系统工作流程具体为：对管道输送行业内的各主辅设备进行信息收集，并实现分类检索，建立管道输送现有装备数据库，为虚拟管道设计系统提供装备支撑，通过虚拟管道设计相关参数确定实现设备的初步选型。7.根据权利要求1所述一种管道设计方法，其特征在于，所述管道设备运行模拟系统和管道运行参数管理系统两大系统构成了管道互联平台；该平台首先从运行模拟各个子平台获取环境参数、工艺指标、经济运行指标等；然后通过现场模拟计量采集整合所有参数和指标；最后将这些模拟量输送至模拟系统和管理系统。8.根据权利要求1所述一种管道设计方法，其特征在于，所述输送工艺参数通过优化指导系统工作流程为：s4.1：工艺参数优化指导系统以数据库为核心；首先根据指标评估系统得到预算控制
指标；s4.2：数据库和管理系统之间通过对数据的管理，不断校验数据是否符合管道的输送、运行需求，将不符合数据退回；s4.3：数据库和工艺参数系统之间通过参数的优化不断更新数据；s4.4：最后将获取到的最优数据输送如虚拟设计系统，实现应用终端数据库的运行。
技术总结本发明公开了一种管道设计方法，主要包括以下步骤：S1：新建物料试验数据分析系统；S2：管道虚拟设计系统设计；S3：利用管道设备选型系统进行管道设备选型，以及实现管道设备的运行模拟；S4：最后将输送工艺参数通过优化指导系统，提高实验分析中心的可靠性和稳定性；基于管道系统设计标准和规范建立管道设计与分析中心，管道设计和分析中心将各个设计和分析系统同数据库结合起来，实现管道设计过程的数据库管理和无纸化操作，可提高管道设计工作的效率，也为今后管道系统设计提供参考。也为今后管道系统设计提供参考。也为今后管道系统设计提供参考。
技术研发人员：熊新 李卓睿 马军 王晓东
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2022.07.18
技术公布日：2022/11/1
