Strategies for the Application of BIM Technology in the Collaborative Planning and Design of Urban Roads and Pipelines

Urban road construction and the laying of underground pipelines are both important elements in the improvement of urban infrastructure,while the construction of the two may affect and restrict each other if they are not planned systematically.Therefore,a synergistic design of urban roads and pipelines is needed to ensure the synergy of urban road construction and underground pipeline laying.This paper mainly analyzes the necessity of building information modeling(BIM)technology application in the collaborative planning and design of urban roads and pipelines,and explores the application strategy of BIM technology.

An MILP approach for detailed scheduling of oil depots along a multi-product pipeline

Oil depots along products pipelines are important components of the pipeline transportation system and down-stream markets.The operating costs of oil depots account for a large proportion of the total system’s operating costs.Meanwhile,oil depots and pipelines form an entire system,and each operation in a single oil depot may have influence on others.It is a tough job to make a scheduling plan when considering the factors of delivering contaminated oil and batches migration.So far,studies simultaneously considering operating constraints and contaminated oil issues are rare.Aiming at making a scheduling plan with the lowest operating costs,the paper establishes a mixed-integer linear programming model,considering a sequence of operations,such as delivery, export, blending,fractionating and exchanging operations,and batch property differences of the same oil as well as influence of batch migration on contaminated volume.Moreover,the paper verifies the linear relationship between oil concentration and blending capability by mathematical deduction.Finally,the model is successfully applied to one of the product pipelines in China and proved to be practical.

基于改进人工蜂群算法的船舶管路路径寻优算法分析

[目的]人工蜂群(ABC)算法具有控制参数少、局部寻优能力强、收敛速度快的特点,但在解决路径寻优问题方面,存在容易陷入局部最优的缺陷。为解决船舶管路系统中的管路路径规划问题,提出一种改进的人工蜂群(IABC)算法。[方法]在传统人工蜂群算法的基础上,在跟随蜂的更新机制中引入遗传算子中的交叉操作,并对交叉算子的交叉概率采用自适应的策略;通过对种群进行的交叉操作寻找全局范围内的新解,并改进侦察蜂寻找新路径的方式,由原来的对路径经过的点进行更新改为对路径中的“路段”进行更新;随后,提出一种适应于解决分支管路路径寻优的改进人工蜂群协同进化算法。[结果]实例验证表明,改进后的人工蜂群算法相比标准人工蜂群算法其路径布置效果能够提升32.3%~37.4%,收敛速度能够提升17.7%~29.9%。[结论]无论是解决单管路还是分支管路,改进后的人工蜂群算法相比传统的人工蜂群算法求解质量更高、收敛速度更快、稳定性更好。

长输原油管道并管混输运行方案研究

为实现长庆油田第三输油处姬惠线和油惠线不加降凝剂和减阻剂运行,实现节能降耗,通过建模仿真,开展并管混输运行模式研究。首先,建立管网仿真模型,利用现场近5年历史数据进行模型调试与校验,使模型精度达到95%以上,能够准确描述现场的水力和热力特征;然后,分析并管混输后的管道沿线水热力分布,结合各站场设备和管线情况,研究并管混输的可行性;接着,通过控制边界条件,模拟分析并管混输的输量和温度控制范围。最后,进行现场试验验证,对比分析理论与实际。结果表明:姬惠线通过姬马复线或新建联络线分输一部分原油至油惠线,均可实现姬惠线不加减阻剂、油惠线不加降凝剂运行;根据输油计划,最大可分输320 m^(3)/h,最小需分输182 m^(3)/h,冬季最低出站温度为57℃,与并管混输前相比,可降低33℃;经过现场试验与应用,研究结果与现场运行结果一致,实现了节能降耗。

基于改进遗传算法的油气管道无人机航迹规划

针对油气管道无人机巡检油气管网时出现的航迹规划问题,提出一种基于自适应种群分组的改进遗传算法。首先以完成全部管道巡检的最短飞行路径为优化目标,以无人机巡检的连续性和避开油气管网上空的禁飞区为约束条件,构建了无人机巡检油气管网的航迹规划模型;其次引入自适应种群分组策略和自适应交叉变异算子,并且针对不同种群采用相应的交叉变异方法;最后以两类油气管网为巡检对象,分别基于改进遗传算法、传统遗传算法、遗传模拟退火算法进行对比实验,仿真结果表明,改进遗传算法在求解过程和求解结果上都更优,其中在复杂度更高的环境下,相比另外两种算法平均路径长度分别减少了7.08%和2.63%,验证了所提算法的有效性和普适性。

中国西部地区成品油管网线路规划建议

在介绍西部地区成品油运输格局的基础上,分析该地区成品油管网的增输潜力。2020年,西部地区成品油有628万吨铁路量通过管网线路优化互通后可转为成品油管道运输量。西部地区成品油管网线路规划主要包括两个方面:一是重点结合西北地区铁路远距离发运路线,依托现有成品油管道,开展管道延伸研究;二是逐步形成西南地区成品油管网互联互通研究,推动区域物流优化。建议编制完善全国成品油管网规划建设与互联互通方案,成品油管输实行标签化管理,建立合作共赢的管网运营协同协作机制。

长安街西延管线迁改移工程设计与实施

长安街西延管线迁改移工程的设计和实施,兼顾了市政规划和新首钢园区规划,对与新首钢大桥相干涉的电气架空管廊入地,将首钢园区电信、给排水拆改管线与市政规划管线统一设计。论文介绍了工程设计、实施过程中遇到的困难和问题,以及采取的技术措施和方法。

改进GSA算法在机器人路径规划中的应用研究

针对万有引力搜索算法(GSA)收敛精度低和易陷入局部最优等问题,提出一种改进万有引力搜索算法(IGSA)。引入当前迭代次数t动态调整引力常数,以增强算法逃离局部最优能力;基于边界值改进粒子越界处理策略,以保留粒子多样性,提高算法收敛精度;同时,将中垂线算法用于游离粒子的位置更新,以加速游离粒子的收敛;为适应前述策略,提出自适应权重因子更新粒子位置策略,以提高算法的收敛速度。算法在10个基准测试函数上的结果表明,改进算法在稳定性、收敛速度和精度方面具有较大优势。最后将改进算法应用于机器人路径规划,并与其他智能仿生算法进行路径规划仿真对比实验,结果表明本文改进算法规划路径更短、拐点更少、搜索效率更高。

超临界CO_(2)管道输送流动保障分析要点探讨

近年来,随着碳捕集与封存的需求不断提高,CO_(2)管道成为关键支撑,大规模发展趋势明显。CO_(2)管道可采用气相、超临界相或密相输送的方式。相比气相输送,长距离CO_(2)管道采用超临界输送模式具有更好的经济性。与常规油品输送相比,超临界CO_(2)在输送过程中存在水击超压、热膨胀超压、降压相变、相变低温等问题,受超临界CO_(2)物性特点、输送工艺等影响,超临界CO_(2)流动保障值得系统性探讨。基于超临界CO_(2)输送工艺与运行特点,识别了超临界CO_(2)管道输送流动保障分析要点,探讨了超临界CO_(2)与常规油品的水击超压、热膨胀超压问题,具体开展了超临界CO_(2)计划性放空管体相态与温度分布研究。研究表明:超临界CO_(2)管道水击超压影响相对较小,但存在水击点下游降压相变风险;超临界CO_(2)管道停输后存在热膨胀超压风险;受地形影响,超临界CO_(2)管道计划性放空时存在不均匀相变与不均匀温度分布等问题;超临界CO_(2)管道计划性放空宜同步开展数值模拟分析,泄放过程温度监测方案还需进一步研究。研究成果可为超临界CO_(2)管道设计与运行提供相关借鉴。

基于碳排放核算的CCUS源汇匹配和部署研究

针对不同碳源捕集能耗、不同运输地貌和距离的压缩功耗,以及CO_(2)驱不同开发阶段能耗和泄漏的差异,以CCUS项目能耗和泄漏、散逸排放为约束条件,项目周期全流程净减排量最大为优化目标,建立碳减排量核算约束下符合油藏动态开发规律的CCUS源汇匹配方法,可为“双碳”目标下CCUS技术产业布局和项目实施提供决策依据。以中国石油在鄂尔多斯盆地的CCUS产业规划为例,综合考虑现有煤电、煤化工碳源运行和装置服役时限、CO_(2)捕集能耗预测、CO_(2)驱注入倍数与循环气量,以及盆地内煤基工业产业布局规划等限制因素,按2025年、2030年、2040年、2050年和2060年5个阶段完成鄂尔多斯盆地CCUS项目源汇匹配优化和阶段部署,匹配的CCUS/CCS项目群在2025—2060期间累计注入CO_(2)约3.96×10^(8)t(含循环气0.48×10^(8)t),扣除各工艺能耗和泄漏排放后的CO_(2)净减排量可达2.54×10^(8)t,净减排效率约为72.9%。

穿铁路站场市政道路设计研究

文章以某市政道路穿铁路枢纽站场段的城市道路设计为例,阐述了道路与建筑共建模式下市政道路的标准选取原则,宜根据建筑内道路空间的封闭特点选取合适的技术标准。研究结论表明,该路段位于建筑单侧封闭、单侧全开放式空间,其通风效果较好,设计参考棚洞做法,仅考虑照明设计,不考虑通风和消防设计;路段道路设计宜参照《城市地下道路工程设计规范》(CJJ 221—2015)相关条文确定技术要求,并开展相关的道路、照明设计;管线布置需结合规划需求,减少市政非必要管线穿过站场布置。

纯氢管道输氢技术发展现状与分析

利用管道输送氢气,能够实现氢气低成本、大规模、长距离输送,但纯氢管道的发展面临技术与经济方面的挑战。本文给出了管道输氢评价指标,总结了国内外纯氢管道的发展现状,探讨了管道输氢面临的技术挑战与经济性影响因素。纯氢管道大规模发展具备技术可行性,建设与运行成本也将大幅下降。随着氢能产业的快速发展,管道输氢将成为最高效、最经济的氢气输送方式。建议结合我国实际情况,统筹规划纯氢管网布局,制定管道输氢标准规范,建立安全监管与应急决策平台,搭建运营管理体系,逐步推动管道输氢产业化发展。

原油管网管输作业计划编制及优化方法

为实现原油管网的安全、平稳、经济输送,需在保证企业资源供应的同时降低整体运行成本。文章以企业需求为起点,采用先后确定中转油库的外输及来油计划、临港油库的收油计划、形成初步计划后进行验证修订的方法,探讨了原油管网管输作业计划的编制方法,并从降低管输能耗和减少港口滞期损失两个角度分析了计划的优化措施,为原油管网管输作业计划的编制提供了思路。

基于国产CAD的三维柔性线缆及管路仿真软件研发设计

本文旨在提出一种基于国产CAD技术的三维柔性线缆及管路仿真软件的设计方案,解决设计、生产和制造过程中可能出现的线缆管路漏装、错装和无法安装等问题,通过这一创新软件的开发,为提高线缆及管路工艺设计过程中的效率、可靠性以及优化提供技术支持,为相关领域的发展奠定坚实基础。

管道穿越游荡性河流技术分析

塔里木河是我国最大的游荡性河流,河水泥沙含量大,水势游荡、河势不稳,河床变化多样,岸坡变形大。以某油气田原油外输管道工程穿跨越塔里木河为例,根据河流地形地貌、工程水文地质、宏观线路走向和过河方案的技术经济指标分析,经过复杂的工程环境、地理环境、水文环境以及对珍惜胡杨林和珍惜野生动物与鱼类保护多场景对比,并对穿跨越工程的选址和穿跨越方案进行了详细的技术论证。为实现建设项目的可行性、建设目标的可达到性,从工期进度、成本投资、安全可靠和质量可控等方面考虑,确定最为合理的油气管道穿跨越游荡性河流的选址和穿跨越结构形式。项目建设结果证明采用定向钻穿越塔里木河,在穿越平面轴线、纵断面穿越地层的选择是安全可靠的,既保证施工、运行安全,又节省大量的工程投资,为类似工程通过游荡性河流积累了宝贵的经验。

南方某城市地下综合管廊应急排水设计思考

城市综合管廊已成为城市基础设施建设重要的一部分,然而对其应急排水设计目前仍缺乏充分思考。研究以南方某城市地下深埋综合管廊为例,综合考虑管廊开口处进水、管廊结构缝处渗漏水、管廊接出口渗漏水、管廊内冲洗排水、检修放空排水、供水管道渗漏水和供水管道爆管排水7种排水;针对不同规模的供水爆管漏失面积,提出相应的应急排水措施,包括提高日常排水泵流量,设置应急排水泵,调动移动抽水车;最后,研究建立管廊内给水管爆漏应急预案,提出爆管突发事件的监测要求和应急处置流程,以期最大限度地减少突发性爆管造成的影响。研究成果对综合管廊供水管道安全运行及应急排水设计具有重要的指导意义。

长输管道与城燃管道合并后多气源调配方案研究

基于国家管网集团公司2019年12月挂牌成立的大背景,近年来天然气长输管道与城市燃气管道合并“一张网”格局逐步铺开。面对新的多气源混合供应、多家电厂不定性地调峰用气、管网末端新增用气用户需求等日趋复杂的工况,如何调配不同的多气源供应、优化终端用户用气管理、选取最优的改造方案,确保一体化管网的安全平稳运行,是亟待解决的重要技术难题。结合珠三角某城市群的一体化管网实际情况,以珠三角某天然气管网公司为例,通过采用华白指数法对该管网4种气源进行互换性分析,并采用TGNET软件进行静态、动态水力计算和模拟仿真分析,从气质热值、气量、运行压力、事故工况、安全影响等方面进行了综合分析,提出适用于该一体化管网的最优气源调配方案和改扩建建议。应用结果对国内类似的多气源一体化管网的运行和建设具有借鉴意义。

海底管道应急抢修能力提升浅析

从制定并定期升级应急抢修预案、加强海底管道抢维修技术能力建设、加强海底管道维抢修装备能力建设、应急备件的存储及国产化、建立海底管道应急抢修资源数据中心等几个方面对提升海底管道应急抢修能力进行了论述,并从现场处置以及海上应急抢修等方面进行了说明。

基于节点递归算法的污水排放管道网规划仿真

污水管网是城市公共设施和排水系统中最为关键的部分。管道基础设施的合理性是确保污水排放需求的重要指标。设计人员一般采用传统计算构图模式设计管道构图,不仅效率偏低,且无法全面考虑各管段水力坡度、流速以及输水能力等参数。为此,提出一种基于节点递归算法的污水排放管道网规划方法。将管道网污水流动过程定义为有向图,利用关联矩阵描述节点和管段的耦合关联,将管道网拟作若干有向树森林,采用链式表标记管道网,利用节点递归算法计算污水每小时最高排水量与排放最小服务压力,得到各管段水力坡度、流速和输水能力等参数。构建污水排放管道网规划模型,实现污水排放管道网的规划。实验结果显示,所提方法能准确评估污水流动状态,增强污水排放能力,具有理想的应用可靠性。

管道侦测疏通清理一体化机器人设计

【目的】为有效解决各种管道中的污垢处理问题,设计了一种管道侦测疏通清理机器人。【方法】针对管道结构及内部环境特点,使用SolidWorks软件建立管道侦测疏通清理一体化机器人三维模型。为提高管道内污垢清理效率,机器人集成了视觉识别装置、履带驱动装置和管径调节装置等结构,可以自动识别管道内的情况并进行路径规划。并利用Ansys软件对机器人外壳和连接轴进行有限元分析。【结果】计算结果显示,所设计的机器人结构合理,强度符合要求。【结论】所设计的管道机器人可以显著降低管道清理的人工成本,减少在清理过程中对管道结构的损坏,具有一定的应用和推广价值。