西气东输工程是实施西部大开发战略的标志性工程，也是国家管网集团运营管理的“全国一张网”骨干天然气管道。目前，国内干线天然气管网的一次入网量为每年1900亿立方米，西气东输管道系统输量占总量的50%以上。
自碳达峰碳中和目标提出后，减碳已是每个企业的重点工作。利用数字化、智能化手段，减少碳排放是行业趋势。图扑软件可视化系统通过对西气东输工程的仿真还原，可从全局出发，进行施工管理和输气管理，进行科学化管理，提高工作效率。西气东输管道自投产以来，已累计输送天然气超7000亿立方米，惠及中国西部、长三角、珠三角、华中及中原地区的400多个城市、3000余家大中型企业和近5亿人口。据测算，7000亿立方米天然气折合替代标煤9.32亿吨，减少二氧化碳排放10.24亿吨、粉尘5.08亿吨。
可点击区域高亮显示，点击可下钻至输油管道内部场景。利用图扑软件数字孪生3D GIS全新建模技术，1:1场景真实还原园区周边外景及园区建筑大楼和管道全景，支持动态环境模拟，提供“身临其境”般的三维空间环境。通过现场取景照片、卫星图、CAD 图等资料，可快速搭建园区场景。
系统概览
通过2D和3D的无缝融合，在图扑软件可视化系统内，运用图形化的手段清晰有效地将数据信息进行解读和传达，帮助我们发现其中的规律和特征，挖掘数据背后的价值。涵盖产量分析、能耗分析、设备运维、安全防护以及厂区监控等板块。2D 面板采用曲线图、趋势图、统计图等多种图表，实现分输量数据、进出站压力、压缩机运行状态、设备完整性、电能波形、综合流程分析等数据的实时可视化展示。
分输量可视化
西气东输管道系统2021年已累计输送天然气突破1000亿立方米，我国天然气干线的一次入网量为1900亿立方米，西气东输占50%以上，对于拉动上游气田开发、下游天然气利用供应等各方面都起着重要作用。西气东输管道系统由西气东输一线、二线和三线3条主干线及其配套的联络线组成，总长度超过20000千米，承担着全国主干管网50%以上的天然气输送任务。通过Hightopo可视化的 2D 面板和图表的数据绑定，以及利用不同样式的图表统计方式展示。
管道压力可视化
管道工作压力是油气管道设计中的一个重要部分，将压力检测的实时数据输入图扑软件可视化系统，可以查看是否有爆管风险。当压力过高时，可及时通知人员进行检修，防患于未然。图扑软件通过对接测试系统，将管道的进站压力、站内压力、出站压力进行数据采集，利用丰富的图表、图形和设计元素将相对复杂、抽象的数据通过可视的方式以更直观理解的形式展现。
设备完整性可视化
关键设备国产化是工业自立与民族自强的必由之路。设备完整性在管理过程中，贯穿设备自安装使用开始直至报废的生命周期。图扑软件 HT 引擎支持根据设备情况自由设置监控设备，将抽象复杂的数据通过 HT 可视化图表进行清晰反应，提高油气站场设备可靠性，降低生产运行风险。西气东输工程推动我国管道建设技术一举跻身世界先进水平，实现了从“追赶者”到“领跑者”的跨越。
产量分析
2002年7月4日，西气东输工程全线开工。2004年12月30日，西气东输一线全线商业运营。西气东输一线是以新疆塔里木气田为主供气源，以长三角地区为主要目标市场。2007年，西气东输二线工程正式启动，2011年投入运营，将来自中亚天然气管道的天然气输送至我国中部、南部和珠三角地区。2012年，西气东输三线工程启动建设，并全面实现工程技术自主化和技术装备国产化，建成后与原有的一线、二线相连接，实现了由管道输气向管网输气的跨越式发展。
将图扑软件 Web 可视化引擎与油气站管道输送产量分析系统相结合，接入产量数据至可视化平台，实时更新官网正输、省官网正输以及昆仑利用正输各支路瞬时产量、平均产量，点击设备编号可查看设备气体组成成分以及高危发热值，提高了管理的自动化、信息化水平。
产量信息可视化
我国形成横跨东西、纵贯南北、联通海外的天然气“全国一张网”新格局。选择搭载智能传感器，可对各支路输送信息进行实时统计与监测。包括瞬时产量与平均产量，并以折线图形式展示输送量的计量数据以及波动形式，结合5G和F5G技术保证极差的准确性和权威性。
耗能分析
西气东输改变了我们城市和工业的燃料结构，对城市人民生活条件的改善、对大气污染的治理，发挥了积极的作用。利用传感设备和视频识别设备对每条管道、每个设备实行严格的能耗目标监测。将结果输出到图扑软件可视化大屏，利用云计算、大数据等技术进行融合分析后显示给管理者查看，只查看关键信息节约领导的宝贵时间。
压缩机耗电监测
压缩机（compressor），是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力。图扑软件能够通过压缩机能耗数据进行统一化的采集，按时间排布分析，接入传感器数据实现可视化表达，实现压缩机的耗电监测的规范化、标准化。
能耗预测
图扑软件通过历史数据对未来能耗进行预判，实现预警和趋势预测。
设备运维
图扑软件支持多种方式的模型渲染，采用轻量化三维建模技术， 1：1 高仿真模拟，以三维场景为基础，2D 数据面板为辅，数字化展现管道园区各区域的建设、运行情况、安全配备、周边动态环境等情况。
包括设备库房的进出设备类别以及取用信息、综合设备间的设备数量信息、变电所的进、输出电压及耗电统计、机柜间的维修数量、厂房的液体浓度信息等。其中设备的报警、故障、空闲、在线等状态可以通过不同颜色以及动效实时体现，实现设备的实时状态监测。
通过三维组态进行设备工作流程的查看，彻底解决了设备在进气、压缩和排气过程中只能依靠抽象讲解演示的弊端，满足多样化监测需求。相较于 InTouch/IFix/WinCC 这些传统组态软件，图扑基于 Web 的平台更适合 C/S 向 B/S 转型的大趋势，多元素丰富的可视化组件和支持快捷的数据绑定方式，可用于快速创建和部署。为各类工业场景提供 2D、2.5D、3D 多种清晰美观的可视化服务模式。
场景内点击压缩机即可查看机器拆解过程，2D 面板重点显示压缩机技术参数、安装信息、设备参数、历史故障、历史维修、历史保养、备品备件等信息。将原本复杂的分析数据，以直观的形式表现，简化用户的理解难度。
过滤区设备管理
油气分离器，是把油井生产出的原油和伴生天然气分离开来的一种装置。油气分离器置于潜油离心泵和保护器之间，将井液中的游离气体与井液分离，液体送给潜油离心泵，气体释放到油管和套管环形空间。图扑软件通过 API 数据接口，对分离器的业务数据进行展示。
安全防护
图扑软件通过可视化手段，以电流电压、能耗、设备告警三层对象为管控要点，连接各分散监控系统进行集中管理，最终实现油气管道安全防护，从“人防人控”向“技防技控” 转型升级。HT 作为基于 HTML5 标准的组件库，可以无缝结合 HTML5 各项多媒体功能，支持集成各类视频资源形成统一的视频流，可在 2D、3D 态势地图上标注摄像头对象并关联其视频信号源，通过场景交互来调取相应监控视频，满足运维人员对场景进行实时态势感知、历史数据回溯比对、应急处理预案等监测需求。
节能减排设备监控
设备监控中，对告警设备数量进行时间段（周/月/年）的分层统计，并对设备告警信息进行详细整理与统计。工作人员可根据可视化系统，通过趋势分析、报警类目、操作指令等方式获取异常设备情况，解决异常问题。三维场景内产生故障设备将触发系统告警，巡检人员可快速查看并维修，有效降低设备故障带来的损失。
能耗与省管网反输监控
通过采集压缩机与其它设备能源介质数据，运用图扑软件 HT 可视化组件，构建能源监控可视化看板。帮助用户结合历史数据趋势和警报进行分析，帮助诊断和隔离故障，标志着深化油气体制改革迈出关键一步。
机柜间管理
图扑软件支持导入 IFC 格式的 BIM 模型文件生成场景，支持渲染 3D Tiles 格式的倾斜摄影模型文件。通过 HT 实现可交互式的 Web 三维场景，可进行缩放、平移、旋转，场景内各设备可以响应交互事件。与底层数据采集系统进行集成，能实时查看温湿度、漏水监测等动环数据，能更新配电监测实时数据。
厂区监控管理
车辆与人员监控管理
通过 HT 系统，可以使虚拟环境中的空间环境与现实中的监控管理融合。图扑软件利用三维仿真可视化灵活优势，对厂区人员进行实时信息抓取、并通过结合企业人员打卡系统对工作人员进行信息的提取对比与监测管理。支持对进出车辆与人员进行统计汇总，为数据驱动的智能化管理奠定坚实的基础。
电子围栏是目前较为先进的周界防护报警系统，电子围栏主机采用了先进的“阻挡为主，报警为辅”的周界安防理念，集“威慑、阻挡、报警、安全”于一身。系统具备自定义围栏区域设置功能，当设置好虚拟的电子围栏后，当陌生人进入电子围栏立即发送报警信息到后台系统，让运维人员第一时间了解有哪些人员进入了危险区域。
设备事件可视化
整个生产线的设备事件通过图扑软件治理后状况一目了然，性能利用率、设备利用率、合格品率等这些数据都能进行实时分析。借助数字孪生技术，准确上报设备的突发事件与运行状态，包括闪速炉、转炉锅炉、空压机、阳极炉以及污水泵等。
模拟建造
图扑软件自主研发的 HT for Web 引擎，经过搭建轻量化的场景、搭配数据面板以及动画驱动制作了站场施工流程可视化。场景支持常规的旋转、平移和视角缩放。结合动画和时间轴模拟厂区各个厂房建造开工与完工的时间，可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。按照实际建筑外观，制作楼宇的3D可视化仿真互动模型，在保持与实际建筑完全一致的前提下致力于展现高精度的模型，可依据具体需求制作科幻或写实风格的建筑模型，以满足实际项目的多样化展示需求。在此基础上，可以进一步按需对建筑周边的其他楼宇、地块、环境等进行抽象化呈现，营造高还原度的仿真展示环境，提升楼宇的整体对外形象。
除了3D可视化楼宇的外观，楼宇内部同样需要搭建3D场景以实现楼宇建筑的全方位展示。平台对楼宇的结构、楼层、布局、设施设备进行可视化展示，并与其实际的位置、编号一一对应，保持与实际场景的一致。当用户在可视化界面点击任意楼宇，即可进入楼层界面查看楼宇分层信息、楼层的格局、设备的分布等。能够从建筑到楼层、房间逐级层查看所有的资产和设备信息。
施工过程包括计量厂房、设备库房、综合设备间、变电所、压缩机厂房、机柜间、厂房以及工艺设备区等建筑的演示。
消防预警
由于天然气的易燃易爆危险特征，受温度计压力的极易发生火灾、中毒与爆炸的问题。一旦对于管道的风险隐患排查不够到位,极易发生不可估量的后果。图扑软件依托卫星遥感、航空巡护、视频监测等手段，实现防火监测立体化、智能化、可视化全天候覆盖，可有效提升油气管道火灾监测预防能力。
为了提高3D可视化楼宇的管理水平，平台支持将所有的建模对象纳入管理范围实现资产管理，包括但不限于：物联网设施（路灯、垃圾桶、摄像头、停车位、道闸等；楼内设备：摄像头、门禁、空调、电梯、电力设备、照明、网络设备、办公桌椅、消防设施以及周界电子围栏、入侵告警设备等安防设施。
工艺工法
图扑软件 HT 可视化技术采用 B/S 架构，通过对传统气站组态图进行重构设计，对接测点数据实现 Web 化跨平台多端访问，无论是 PC、PAD 或是智能手机打开浏览器，即可随时访问监控场景。并支持集成至 B/S 端，与其他主流前端框架如 Angular、React 和 Vue 等无缝融合，打破了以往用户在控制室内控制场景的局限性，通过数据驱动形式让新型组态得以使用 2D/2.5D 等不同形式实现多样化展示。
整个西气东输管道工程累计取得管道设计建造、储气库建设运行、天然气计量和长输管道关键设备国产化等12个方面的系统技术创新，获得专利138项，形成标准规范70余项，促进了机械、冶金、建材、化工等诸多行业装备制造的国产化进程和技术进步。
经过近二十年的建设发展，西气东输管道系统覆盖了除西藏以外全国30个省区市和香港特别行政区，低碳、清洁、高效的天然气不仅改善了百姓的生活、带来绿水蓝天，更促进了沿线地区的产业结构升级和经济社会发展。
