油氣“全國一張網”構建所存在問題及方法論探討

王亮1焦中良1朱鋒2武斌2

1. 國家石油天然氣管網集團有限公司工程部2. 中國石油天然氣股份有限公司規劃總院

摘要：構建“全國一張網”對實施國家油氣體制改革、能源安全新戰略及建設全國統一大市場意義重大。通過研讀國家發改委和能源局2022年發布的《“十四五”現代能源體系規劃》，梳理油氣基礎設施建設和運營面臨的痛點，借鑒國家電網智能電網建設及阿里云企業數字化轉型工業大腦實踐經驗，提出“全國一張網”的定義和內涵，建議構建“全國一張網”油氣資源市場預測與分析模型、天然氣物流平衡優化模型、天然氣管網水力系統分析優化模型、價值評估模型、地理信息系統及管網布局方法論。從而實現“全國一張網”相關數據、算法、算力在全社會的共建、共享，推動“全國一張網”的構建，助力建設全國統一油氣大市場改革目標的實現。

關鍵詞： 油氣體制改革;全國一張網;智慧管網;方法論;工具體系;

構建“全國一張網”是落實國家油氣體制改革和能源安全新戰略、加快建設全國統一油氣大市場的重要舉措，是中國油氣行業當前乃至未來一段時期的中心工作。2022年初，國家發改委和國家能源局發布的《“十四五”現代能源體系規劃》在規劃理念、思路及方法等方面進行了創新升級，為“全國一張網”建設提供了思路。當前，包括國家管網集團、三大石油公司以及省網在內的油氣基礎設施企業在項目規劃、項目定義（可研和初設）、市場營銷、建設及運營等方面尚面臨諸多痛點，借鑒國家電網建設智能電網和阿里云建設企業數字化轉型工業大腦的成熟經驗，指出管道行業應明確“全國一張網”的定義和內涵，并盡快構建一套完整的“全國一張網”方法論及工具體系，指導管網規劃、項目投資、經營決策，加快推動“全國一張網”的構建，助力建設全國統一油氣大市場的改革。

1 管道行業面臨的痛點

國家管網集團的成立為實現“全國一張網”奠定了物理基礎，但當前中國油氣基礎設施仍處于初期的物理聯通階段，國家管網集團運營的油氣基礎設施之間及其與第三方油氣基礎設施之間等經濟組織形態尚未按照“全國一張網”的原則實現運行上有機融合、經營上高效銜接、建設上統籌優化，未能實現“全國一張網”統一規劃、統一建設和運營的目標，導致傳統的管道項目建設機制不能適應當前大規模、高效率、高質量建設需求。結合國家管網集團成立兩年來的工作實踐，初步分析目前管道行業面臨的痛點。

1.1 全國天然氣資源市場預測數據“不統一”

天然氣產業鏈各主體在全國天然氣資源和市場預測方面基礎薄弱，未形成一套統一權威的數據，不能有效指導管網規劃布局、市場開發、生產經營。例如，國家管網集團各管道項目可研工作中關于資源和市場的預測來自三大石油公司、地區公司或設計單位，不同管道項目的資源和市場數據可能相互矛盾，影響管道投資決策，增大前期工作難度。地方政府、省網及地方企業更是難以摸清資源數據，對天然氣市場數據存在一定的認識偏差，可能導致其對天然氣消費政策和管道建設做出不合理的判斷與決策。

1.2 各級政府及管道企業制定管道項目“不統一”

當前，國家和地方政府規劃油氣基礎設施項目既可由國家管網集團、三大石油公司、省網、地方企業等提出，也可由地方政府提出，最后由主管部門簡單匯總發布，呈現出國家與地方政府不統一、政府與企業不統一、企業之間不統一、項目全國布局與區域布局不統一的現象。考慮城鎮規劃、立體交通網協調、環保等可變因素，未能從全國范圍平衡資源流量流向及優化管網總體布局，增大了各企業項目規劃、項目定義、投資決策以及與地方政府和相關上下游企業的協調難度。

1.3 油氣物流信息“不統一”

中國油氣物流涉及管輸、鐵路、公路、水路等運輸方式，并與LNG接收站、儲氣庫、油庫、罐箱等儲存方式配合應用，呈現以油氣管輸為主、其他方式為輔，多資源、多用戶、多承運主體、多進多出、多波動的動態演變物流格局。上中下游各主體未完整掌握基礎數據，物流方式之間缺乏有效銜接，無法做到物流的預測和統一協調，不利于管道布局、管容交易、管網調度。

1.4 天然氣管道項目經濟評價模型“不統一”

目前，中國各企業未形成統一合理的天然氣儲運設施經濟評價模型，不能適應國家發改委按價區核價政策要求，管道企業難以測算投資項目對同一價區內不同公司周轉量及效益的影響，難以測算投資項目對其他價區周轉量及效益的影響，難以將管道和儲氣設施作為一個整體測算經濟效益，難以測算投資項目對企業整體周轉量及效益的影響，影響企業的投資和生產經營決策，進而影響全國天然氣產業鏈的建設和優化。

1.5 未形成基于數據、算法、算力的智能決策系統

“全國一張網”時代的來臨，意味著中國將面對更加復雜多元的油氣儲運運營體系，對各管道企業特別是國家管網集團的管網布局能力、市場營銷能力、投資決策能力、建設運維能力提出了更高要求。現代化的決策系統已逐漸從程序驅動轉型為數據驅動，從人工決策轉向基于算法、算力的智能決策，但目前尚未形成基于數據、算法、算力的智能決策系統，制約了智慧管網建設。

2 相關企業可借鑒經驗

從業務上看，國家電網與國家管網具有高度的相似性，都是線性輸送工程，具備多資源、多用戶、多進多出等特征，同樣面對構建產業鏈生態、靈活安全調度等需求，國家電網在上述方面擁有豐富經驗；阿里云是平臺企業，已為200多個國家和地區的企業、開發者、政府機構提供服務，其企業數字化轉型工業大腦積累了豐富的實踐經驗，對智慧管網建設具有較好的借鑒意義。

2.1 國家電網

2.1.1 智能電網的提出

2009年，國家電網的特高壓電網建設初見成效，開始推進堅強智能電網建設，增強電網優化配置能源資源及抵御嚴重事故風險的能力；2013年，提出智能電網承載和推動第三次工業革命的戰略構想；2020年，建成“一強三優、電網堅強、資產優良、服務優質、業績優秀”現代公司；2035年，規劃全面建成具有卓越競爭力的世界一流能源互聯網企業。

國家電網認為，智能電網是以物理電網為基礎，以通信信息平臺為支撐，包含電力系統的發電、輸電、變電、配電、用電、調度各個環節，覆蓋所有電壓等級，實現電力流、信息流、業務流高度一體化融合的現代電網。智能電網能夠優化能源資源配置，提高清潔能源接納能力，提升電網安全穩定性，引入電網與用戶的雙向互動。智能電網具有自愈電網、促進參與、抵御攻擊、廣域互聯、推動電力市場蓬勃發展及優化資產等主要特征，這些特征構成了智能電網的完整景象。

2.1.2 智能電網的建設

國家電網原董事長舒印彪指出，國家電網立足電網實際，與平臺各方不斷加強合作，優勢互補，以眾創、眾智、眾包、眾扶等方式推動技術和商業模式創新，共同將平臺建設好、發展好、使用好，為產業發展搭建全業務、全流程綜合服務平臺，實現共建、共享、共贏。

國家電網在共商、共建、共享、共贏的原則基礎上，將構建以特高壓為骨干網架、各級電網協調發展的統一堅強智能電網作為目標，通過技術和管理兩條主線，提出平臺促進市場競爭、自由對接供需信息、精準數據增值服務、流程化智能管理、信用融資助力建站等手段，加強電網互聯和智能電網建設，實現全產業鏈融合，打通全流程每個環節，向行業和用戶提供整體解決方案，大幅提高電網資源配置能力、智能化水平及清潔能源比例。

國家電網統一堅強智能電網建設分為以下3個階段：(1)規劃試點階段（2009—2010年），側重于戰略規劃，推動技術、管理標準化；(2)全面建設階段（2011—2015年），側重于特高壓電網及城鄉電網建設，推動關鍵技術與設備研發突破及應用；(3)引領提升階段（2016—2020年），全面建成統一堅強智能電網，使電網資源配置能力、安全水平、運行效率，以及電網與電源、用戶之間的互動性和統籌能力顯著提高。

2.1.3 可借鑒經驗

(1）在公平開放方面，可以借鑒國家電網的“即插即用”及用戶主動參與電網調節的經驗。國家電網的智能電網安全、無縫地容許各種不同類型的發電、儲能系統及用戶接入系統，簡化聯網過程，類似于“即插即用”。從小到大各種不同容量的發電和儲能在所有電壓等級上都可以互聯，構建了完備的用電信息采集系統和配電自動化系統，提升了配電網的智能化運行水平，用戶更多地參與到整個系統的經濟活動中來，從而產生更多的價值效應。

(2）在管網布局方面，可以借鑒國家電網以特高壓為骨干網架、各級電網協調發展的統一堅強智能電網建設經驗。國家電網自2005年以來堅持特高壓戰略，推動西電東送、南北互供、全國聯網，并累計建成“15交（1 000 kV)13直（800 kV）”特高壓電網，實現各大能源基地與中東部主要負荷中心互聯，并建設配套城鄉配電網，形成堅強的網架結構、強大的電力輸送能力及安全可靠的電力供應能力。對中國構建以高壓（10 MPa/12 MPa）為骨干網架、省市各級管網協調發展的統一堅強智能管網具有較好的借鑒意義。

(3）在物流平衡優化方面，可以借鑒國家電網從發電機組、干線輸電網絡到配電網絡、終端銷售企業的一體化調度經驗。國家電網自主研制智能電網調度控制系統，建成世界上覆蓋范圍最廣、駕馭能力最強的電網調度控制系統，建立適用于多種地形和氣候類型的新能源發電功率預測系統，并通過市場供給與需求的互動，有效管理能源、容量、容量變化率、潮流阻塞等參數，降低潮流阻塞，保障復雜大電網的安全運行。

(4）在水力優化調度平臺建設方面，可以借鑒國家電網以超算中心為核心的在線仿真與全局全時段優化平臺建設經驗。隨著特高壓交直流混聯與新能源的大規模接入，電網、電源結構發生了巨大變化，國家電網建立了世界首套基于超算的電力仿真專用系統，包含24 000個CPU核，理論峰值計算能力達918.7×10¹²次/s，自主研發了全部平臺軟件和核心計算軟件，支持全國、區域、分省多級聯合、多用戶協同分析計算，具備隨時支撐實際電網運行方式校核的能力。

(5）在上下載技術標準體系建設方面，可以借鑒國家電網接入電網標準規范體系建設經驗。國家發改委、能源局、國家電網等部門陸續發布DL/T 448—2016《電能計量裝置技術管理規程》、Q/GDW 1480—2015《分布式電源接入電網技術規定》、GB/T 19964—2012《光伏發電站接入電力系統技術規定》、GB/T 33342—2016《戶用分布式光伏發電并網接口技術規范》等一系列標準，規范了傳統電源、分布式電源等各類電源的并網技術要求，涵蓋價格、計量、電能質量、調度、管理等各個方面，并對各個方面進行了細致規范。例如，電能質量包括電壓波動、電壓值、頻率、諧波、直流分量、三相平衡度等各項指標。

2.2 阿里云企業數字化轉型工業大腦

2.2.1 企業數字化轉型工業大腦

阿里云創立于2009年，致力于以在線公共服務的方式，提供安全、可靠的計算和數據處理方案，使計算和人工智能成為普惠科技。其基礎技術研究由阿里巴巴達摩院組織實施，主要包括機器智能、數據計算、機器人、金融科技及X實驗室5個部分。

阿里云企業數字化轉型工業大腦能力架構自下而上包括設備、車間、企業、園區及城市5個層面。設備層面實現設備管理，包括在線檢測、故障預測等；車間層面實現智能化車間，包括控制優化、效率提升等；企業層面實現企業數字化轉型，如數據中臺等；園區層面實現區域數字化轉型產業園升級，包括企業畫像、園區安全、園區大腦等；城市層面實現產業數字化轉型、新舊動能轉換、產融結合，如工業互聯網平臺及工業經濟大腦。

企業數字化轉型工業大腦能夠快速訓練出企業的專屬智能，降低使用大數據和人工智能的門檻，借助平臺實施數字化創新。其涵蓋供、研、產、銷4個部分：“供”是為了使供給有序，具體包括智慧物流、庫存優化及供應商風控；“研”是為了使智造有“芯”，具體包括能耗評估優化、故障預測診斷及工藝參數推薦；“產”是為了使生產有理，具體包括圖片智能質檢、實時監控預警及生產排程調度；“銷”是為了使營銷有依，具體包括潛在客戶挖掘、經銷商風控及產品銷量預測。

阿里自身業務正是基于工業大腦，實現數據智能。一是通過數據洞察用戶興趣，更好地服務消費者，如基于新聞內容、用戶屬性、用戶行為3類數據進行特征提取，輸出用戶興趣畫像、品類畫像、新聞畫像，提供最精準的推薦服務。二是提供智能客戶服務，通過自然語言處理（NLP），深度學習實現7×24 h客戶服務體驗。三是打造阿里商家第二張身份證，實現“信用=財富”，表現為310金融風控模式，做到“3分鐘申貸、1秒鐘放款，0人工介入”，具體分為5個環節：(1)風險智能監控，包括交易異動、風險熱力圖監測，發現問題；(2)案件洞察分析，包括風險、用戶、群體洞察，實現調優；(3) AI驅動自動優化驗證，包括規則+模型攻防優化；(4)智能仿真，包括變量、策略、模型設計及驗證發布；(5)安全大腦線上攻防由風險管理系統智能監控并形成閉環風控。

2.2.2 可借鑒經驗

阿里云工業大腦實踐經驗表明，數字化時代已經到來，勢必使未來經濟社會發展發生巨大變化，數據、算法、算力將成為政府和企業的基礎設施，并服務于政府、企業的決策和經營活動。政府和企業管理決策由程序驅動轉型為數據驅動，意味著數據和算法的優劣、算力規模、強度、效率、組織能力將成為企業和國家的核心競爭力之一。

中國油氣儲運行業應構建自已的“工業大腦”，并借此推動智慧管網建設。如通過數字化、信息化、自動化及物聯網技術的深度融合，建設統一的管道資產“數字孿生體”及“泛在感知體系”，實現數據基礎設施對各項業務管理職能的全覆蓋，以及業務橫向融合與縱向貫通，使虛擬的智能化管網與物理實體管道同步成長，實現對管道資產及管理活動的實時可視化監控；構建“全國一張網”大數據設施，建立規劃、項目定義、生產調度、商務運營的核心算法及數據庫，形成大規模的算力及數據資源，打造“全國一張網”的“工業大腦”，推動“智慧管網”建設，實現科學決策、高效運營及業務創新。

3“全國一張網”定義與內涵

3.1 定義

狹義的“全國一張網”定義為：全國長輸油氣管道、LNG接收站、儲氣和儲油設施的匯總，通過互聯互通打破局部瓶頸、疏通資源通道，并向全國公平開放和公開準入，構建充分競爭的“X+1+X”體系，實現全國油氣資源的自由流動和安全輸送，以降低全社會的運行成本。

結合中國油氣體制改革目標和油氣產業鏈實際情況，借鑒國家電網的智能電網及阿里云企業數字化轉型工業大腦建設經驗，分析發現：與國家管網集團組建之前相比，國內外環境和油氣產業鏈發生重大變化，國家能源安全問題日益突出，低碳發展觀念深入民心，地方省網和地方管道企業異軍突起，天然氣儲運方式正在實現多樣化。因此，“全國一張網”已不再只是油氣基礎設施的物理構建及資源的聯通和輸送，應對其概念和內涵進行重新定義。

廣義的“全國一張網”定義為：以國家管網集團油氣基礎設施為主體、地方企業儲運設施為輔助，以確保油氣資源安全供應為基本前提，以滿足社會油氣輸送需求為首要目標，以堅強智慧管網為核心，與鐵路、公路、水運等多種運輸方式高度協同，具有靈活高效、智能友好、開放互動、安全可控、成本低廉等基本特征的油氣物流系統。

3.2 內涵

以建設“全國一張網”作為全國統一油氣大市場的硬件和物理基礎，以構建全國性交易機制及適應市場化要求的豐富商務模式作為操作系統和軟件，徹底實現運銷分離，打破省內、省間壁壘，消除區域割據，是油氣行業發展大勢所趨。從“全國一張網”的資源、市場、平臺、價值、系統5個方面對其內涵進行初步分析。

3.2.1 資源

“全國一張網”的資源不是傳統意義上的油氣資源，而是構建“全國一張網”所涉及的油氣基礎設施，以及所依托的技術、社會、經濟等硬件資源，只有整合應用所有資源要素，才能打造堅強的“全國一張網”，包括：(1)油氣基礎設施，如國家管網集團、三大石油公司、省網、地方企業的管道、LNG接收站、儲氣庫、儲油庫等基礎設施，包含其涉及的路由資源、關鍵穿跨越、管網覆蓋率、儲運能力等要素；(2)行業資源，主要是油氣儲運行業所涉及的裝備制造、能源供應、專業人才與技術、維搶修等資源；(3)其他相關基礎設施，如可實現油氣儲運的公路、鐵路、水運等基礎運輸設施；(4)社會資源，如可利用的人力、物力、財力等社會資源，以及社會動員能力、媒體等資源。

3.2.2 市場

“全國一張網”的市場不是油氣消費市場，而是油氣基礎設施服務市場，主要功能是向服務對象（含托運商）提供油氣儲運服務及其他服務，以及如何接入更多的服務對象、如何提供更多品種的服務、如何向服務對象提供更優質的服務，以激發各類市場主體活力、建設全國統一大市場，包括：(1)確定和拓展服務對象，除拓展托運商外，還應拓展其他物流企業、數據商、能源商、金融平臺等，具體服務對象范圍根據可提供的服務產品類別而調整；(2)服務產品，除豐富基于時間、空間、相態轉變為主的油氣調運、油氣儲存、調峰服務外，還可提供交易撮合、物流解決方案、托運進出平衡管理，以及光纖通信服務、物流數據服務、金融服務等；(3)服務方式和質量，除傳統的服務方式外，還應研究基于數字化技術的應用展示和信息傳遞等服務手段，為服務對象提供高質量、低成本的優質服務。

3.2.3 平臺

“全國一張網”應實現平臺經濟模式運營，通過基于數據、算法、算力的核心優勢將服務平臺化，構建油氣運輸通道、交易平臺等基礎設施硬件及跨區域、跨行業、跨運輸企業、跨運輸方式等體制機制軟件，包括：(1)物流調度平臺，向全社會提供統一的物流調度平臺，實現一站式滿足服務對象的所有物流運輸需求；(2)管容交易平臺，構建全國統一的管容交易服務平臺，并作為物流調度平臺的子平臺，由油氣調控平臺支撐，統籌全國油氣基礎設施的公平開放；(3)油氣調控平臺，構建全國統一的油氣調控平臺，開展智慧調度，最大化實現全國資源調控的靈活性與可靠性；(4)數據傳輸和交換平臺，實現全國油氣物流信息的傳輸和交換共享，搭建物流體系的信息交互渠道和交易平臺，發揮數據資產在產業發展中的服務支撐作用。

3.2.4 價值

“全國一張網”是國家油氣體制改革的核心目標，在國家可持續發展戰略背景下，“全國一張網”應實現自身價值的最大化，包括：(1)為社會創造最大價值，服務國家戰略、服務人民需要、服務行業發展，推動全社會油氣基礎設施低成本、高效率運行；(2)保障國家能源戰略安全，與其他儲運方式協同構建安全可靠的堅強管網，基于經濟、人口、社會、政治影響的安全體系，確保油氣基礎設施的安全環保；(3)實現儲運行業自身的低碳發展，助力國家實現“雙碳”戰略目標；(4)建立油氣產業鏈與其他能源產業的良性關系，實現協同發展。

3.2.5 系統

“全國一張網”的構建應注重系統性，特別是通過科學合理的布局，實現管網系統的安全可靠，包括：(1)至少滿足“N-1”原則，即在任意一處管道、站場或資源斷開的情況下不影響管網整體運營和供氣，重點城市可執行“N-2”或“N-3”原則；(2)主導網絡化布局，構建縱橫交錯的骨干管網布局，并形成若干關鍵物理樞紐站，實現雙向增壓、雙向調氣，增強“全國一張網”的堅強性；(3)通過“分形法”布局天然氣管網，形成多層架構，第1層骨干管網解決跨區域的資源調配和供應，第2層局部子網格解決區域內的資源配送問題，第3層配氣管道解決用戶供應，明確管網層級和職責分工，實現“天然氣一張網”簡捷高效運行。

4“全國一張網”構建方法論及工具體系

基于國家電網和阿里云的成熟經驗及“全國一張網”的定義和內涵，為了實現中國油氣管網數字化重塑和智慧化構建，提高管網規劃、項目投資、經營決策質量，應盡快建立“全國一張網”油氣資源市場預測和分析模型、天然氣物流平衡優化模型、天然氣管網水力系統分析優化模型、價值評估模型、地理信息系統及布局方法論，以指導管道企業開展項目規劃、項目定義（可研和初步設計）、市場營銷、建設及運營工作，實現全國油氣產業鏈的健康發展。

4.1 油氣資源市場預測和分析模型

實現全國油氣資源市場的科學預測是開展“全國一張網”戰略規劃、項目定義（可研和初步設計）、提供儲運服務產品、生產經營等工作的基礎條件，應建立全國油氣資源市場預測和分析模型，在現代能源體系框架下對全國油氣資源市場進行全面深入的分析和預測，提供統一高質量的油氣資源市場數據。其功能包括：(1)加強與上下游的銜接，建立一套完整的全國油氣資源市場數據庫，資源數據應細化到國內油氣田、入境點、LNG接收站、儲氣庫、儲油庫等各類資源點，市場數據需要分地區、分行業、分企業；(2)資源市場數據既包括歷史數據，也覆蓋多情景預測數據，并建立一套完善的分年、分月、分日預測模型和算法，保證預測結果的準確性；(3)資源市場預測應具備敏捷靈活的市場化反應機制，綜合考慮各類運輸方式對上下游的影響，主動適應市場多元化競爭趨勢。

4.2 天然氣物流平衡優化模型

建立全國天然氣物流平衡模型，實現面向管網自身的物理平衡和面向托運商的商務平衡，對全國物流設施進行能力校核，滿足天然氣產業鏈物流平衡管理需求，向全社會提供管輸產品、儲存產品及組合產品。其功能包括：(1)針對國家管網集團的天然氣管網，該模型基于天然氣資源、市場預測基礎數據及托運商的托運需求，結合當前天然氣儲運設施布局和運輸加工能力，依托大數據和高效的算法算力，考慮天然氣同質化和逆向抵消輸送后實現物理平衡管理，生成覆蓋年、月、日等不同時期的物流平衡優化結果，指導管道布局、管容交易；(2)針對全國的天然氣管網，該模型不僅提供企業間橫向的互聯互通和管網優化，更要提供縱向的跨產、運、供、銷、儲、貿多環節（領域）全產業鏈、多情景優化，面向托運商提供基于虛擬調運路徑和虛擬交易樞紐的商務平衡，并為托運商的平衡管理提供依據；(3)針對全國的天然氣物流需求，該模型覆蓋管道運輸、公路運輸、海運、內河運輸等多種運輸方式和天然氣輸送、儲存、加工、配送等多種功能，為托運商提供點到點的一攬子解決方案；(4)全國天然氣物流平衡還應放在全國能源布局和平衡的“大盤子”中，適度考慮多種能源協同發展問題。

4.3 天然氣管網水力系統分析優化模型

當前中國的仿真軟件主要依賴進口，國產化軟件尚面臨算法模型精度、仿真規模、優化時段與范圍的制約，亟需建立天然氣管網水力系統優化模型，以實現統一的天然氣調控。其功能包括：(1)具備全網全時段在線仿真、優化的算法，包括對最大允許操作壓力、管存、輸氣能力等參數的計算、分析與預測，在確保運營安全性前提下，最大化管容利用率、最小化管輸能耗；(2)具備大規模、高精度、實時計算的算力，以應對日益增長的天然氣管網運輸規模，可參照國家電網打造基于超算的仿真系統，并實現完全國產化；(3)支持全國、區域管網多級聯合、多企業聯動、多用戶協同分析、多方案計算、實時共享計算方案；(4)與全國天然氣資源市場預測與分析模型、全國天然氣物流平衡模型、天然氣調控系統深度融合，實現全面的數據共享共用，發揮最大的協同效應。

4.4 價值評估模型

鑒于油氣產業鏈涉及全行業上中下游各類實體、各類儲運服務及各類儲運方式，應著力構建油氣儲運價值評估模型，其功能應包括：(1)針對管道企業，基于經濟評價參數、造價系統，以及動態投資、折舊、成本項目庫，開展價值評估，綜合考慮天然氣管道投資項目對同一價區內不同管道企業周轉量和效益的影響、對其他價區周轉量和效益的影響，以及原油和成品油管道的效益影響因素，從整體和局部等多維度進行項目投資評估和決策，提出價值最大化方案并指導管道布局和運營；(2)針對全產業鏈，整合上下游運行工藝，綜合考慮中游運輸、儲存、加工、配送物理系統，以及管道、鐵路、公路、水路等多種運輸方式，并結合各環節費用等其他因素，推動實現油氣物流全鏈條成本最低、產業鏈收益最大、物流解決方案最優，通過社會資源集約、集成及統籌銜接，實現油氣資源靈活、高效、安全輸配。

4.5 地理信息系統

地理信息系統是開展“全國一張網”建設的底層平臺和可視化平臺，應盡快構建，其功能包括：(1)地理信息系統覆蓋油氣基礎設施布局、路由規劃、管道關鍵穿跨越、環境敏感點、高后果區等信息，為天然氣管網的規劃、項目定義、建設、運營提供基礎；(2)與全國天然氣物流平衡模型、油氣調控平臺等深度銜接，并通過地理信息系統進行展示和操作；(3)與全國立體交通網協同發展，內容涵蓋鐵路、公路、水路等現代綜合交通運輸體系，并能實時反映城市規劃與發展等動態信息。

4.6 布局方法論

廣義的“全國一張網”布局需要一套完善的理念和方法論作為支撐，并在管道行業的從業者中形成共識，從而在規劃環節、項目定義環節、市場開發環節、運營環節都能得以順利執行，要求包括：(1)按照統籌布局、適度超前、優化整合、安全可靠、兼顧效益、開放共享的原則確定管網布局；(2)深度結合前述4個模型和1個地理信息系統，以構建廣義的“全國一張網”為核心目標，兼顧各方訴求，能夠達成廣泛共識，并具備管網布局的可操作性；(3)管網布局應優化滿足“N-1”原則、網絡化布局（骨干管網+關鍵樞紐站+雙向輸送）、多層次網絡架構（壓力和規模等級）、重點城市雙通道雙氣源等要求，并兼容當前管網格局。

4.7 方法論與工具體系的邏輯關系

“全國一張網”的4個模型、1個地理信息系統和1個方法論構成基礎層，其中地理信息系統是底層基礎，由此延伸出基于地理信息的資源市場預測和分析模型，并為全國物流平衡優化和水力系統模擬提供支持，最終基于價值評估落實管網價值，進而建立管網布局方法論。管道企業的規劃環節、項目定義環節、市場開發環節、運營環節等應用層的各項工作基于基礎層形成智能決策依據，指導構建高效、靈活、智慧的“全國一張網”（圖1）。

5 結論與建議

通過建立“全國一張網”油氣資源市場預測和分析模型、天然氣物流平衡優化模型、天然氣管網水力系統分析優化模型、價值評估模型、地理信息系統，可以形成全面完善的“全國一張網”布局方法論及工具體系，指導構建具有靈活高效、智能友好、開放互動、安全可控、成本低廉等基本特征的堅強智慧管網，同時為油氣產業鏈上中下游企業相關決策提供參考，一體推進中國油氣行業安全、健康、高效發展。

考慮到油氣儲運處于油氣產業鏈的中間環節，起承上啟下作用，而國家管網集團在油氣儲運環節中處于主導地位，建議由國家有關部委牽頭，國家管網集團承擔主要研究工作，三大石油公司、各省省網、地方管道企業配合，完成“全國一張網”油氣資源市場預測和分析模型、天然氣物流平衡優化模型、天然氣管網水力系統分析優化模型、價值評估模型、地理信息系統及布局方法論的構建，實現“全國一張網”相關數據、算法、算力在全社會的共建、共享，實現構建廣義“全國一張網”的最終目標。