油气“全国一张网”构建所存在问题及方法论探讨
王亮1焦中良1朱锋2武斌2
1. 国家石油天然气管网集团有限公司工程部2. 中国石油天然气股份有限公司规划总院
摘要：构建“全国一张网”对实施国家油气体制改革、能源安全新战略及建设全国统一大市场意义重大。通过研读国家发改委和能源局2022年发布的《“十四五”现代能源体系规划》，梳理油气基础设施建设和运营面临的痛点，借鉴国家电网智能电网建设及阿里云企业数字化转型工业大脑实践经验，提出“全国一张网”的定义和内涵，建议构建“全国一张网”油气资源市场预测与分析模型、天然气物流平衡优化模型、天然气管网水力系统分析优化模型、价值评估模型、地理信息系统及管网布局方法论。从而实现“全国一张网”相关数据、算法、算力在全社会的共建、共享，推动“全国一张网”的构建，助力建设全国统一油气大市场改革目标的实现。
关键词： 油气体制改革;全国一张网;智慧管网;方法论;工具体系;
构建“全国一张网”是落实国家油气体制改革和能源安全新战略、加快建设全国统一油气大市场的重要举措，是中国油气行业当前乃至未来一段时期的中心工作。2022年初，国家发改委和国家能源局发布的《“十四五”现代能源体系规划》在规划理念、思路及方法等方面进行了创新升级，为“全国一张网”建设提供了思路。当前，包括国家管网集团、三大石油公司以及省网在内的油气基础设施企业在项目规划、项目定义（可研和初设）、市场营销、建设及运营等方面尚面临诸多痛点，借鉴国家电网建设智能电网和阿里云建设企业数字化转型工业大脑的成熟经验，指出管道行业应明确“全国一张网”的定义和内涵，并尽快构建一套完整的“全国一张网”方法论及工具体系，指导管网规划、项目投资、经营决策，加快推动“全国一张网”的构建，助力建设全国统一油气大市场的改革。
1 管道行业面临的痛点
国家管网集团的成立为实现“全国一张网”奠定了物理基础，但当前中国油气基础设施仍处于初期的物理联通阶段，国家管网集团运营的油气基础设施之间及其与第三方油气基础设施之间等经济组织形态尚未按照“全国一张网”的原则实现运行上有机融合、经营上高效衔接、建设上统筹优化，未能实现“全国一张网”统一规划、统一建设和运营的目标，导致传统的管道项目建设机制不能适应当前大规模、高效率、高质量建设需求。结合国家管网集团成立两年来的工作实践，初步分析目前管道行业面临的痛点。
1.1 全国天然气资源市场预测数据“不统一”
天然气产业链各主体在全国天然气资源和市场预测方面基础薄弱，未形成一套统一权威的数据，不能有效指导管网规划布局、市场开发、生产经营。例如，国家管网集团各管道项目可研工作中关于资源和市场的预测来自三大石油公司、地区公司或设计单位，不同管道项目的资源和市场数据可能相互矛盾，影响管道投资决策，增大前期工作难度。地方政府、省网及地方企业更是难以摸清资源数据，对天然气市场数据存在一定的认识偏差，可能导致其对天然气消费政策和管道建设做出不合理的判断与决策。
1.2 各级政府及管道企业制定管道项目“不统一”
当前，国家和地方政府规划油气基础设施项目既可由国家管网集团、三大石油公司、省网、地方企业等提出，也可由地方政府提出，最后由主管部门简单汇总发布，呈现出国家与地方政府不统一、政府与企业不统一、企业之间不统一、项目全国布局与区域布局不统一的现象。考虑城镇规划、立体交通网协调、环保等可变因素，未能从全国范围平衡资源流量流向及优化管网总体布局，增大了各企业项目规划、项目定义、投资决策以及与地方政府和相关上下游企业的协调难度。
1.3 油气物流信息“不统一”
中国油气物流涉及管输、铁路、公路、水路等运输方式，并与LNG接收站、储气库、油库、罐箱等储存方式配合应用，呈现以油气管输为主、其他方式为辅，多资源、多用户、多承运主体、多进多出、多波动的动态演变物流格局。上中下游各主体未完整掌握基础数据，物流方式之间缺乏有效衔接，无法做到物流的预测和统一协调，不利于管道布局、管容交易、管网调度。
1.4 天然气管道项目经济评价模型“不统一”
目前，中国各企业未形成统一合理的天然气储运设施经济评价模型，不能适应国家发改委按价区核价政策要求，管道企业难以测算投资项目对同一价区内不同公司周转量及效益的影响，难以测算投资项目对其他价区周转量及效益的影响，难以将管道和储气设施作为一个整体测算经济效益，难以测算投资项目对企业整体周转量及效益的影响，影响企业的投资和生产经营决策，进而影响全国天然气产业链的建设和优化。
1.5 未形成基于数据、算法、算力的智能决策系统
“全国一张网”时代的来临，意味着中国将面对更加复杂多元的油气储运运营体系，对各管道企业特别是国家管网集团的管网布局能力、市场营销能力、投资决策能力、建设运维能力提出了更高要求。现代化的决策系统已逐渐从程序驱动转型为数据驱动，从人工决策转向基于算法、算力的智能决策，但目前尚未形成基于数据、算法、算力的智能决策系统，制约了智慧管网建设。
2 相关企业可借鉴经验
从业务上看，国家电网与国家管网具有高度的相似性，都是线性输送工程，具备多资源、多用户、多进多出等特征，同样面对构建产业链生态、灵活安全调度等需求，国家电网在上述方面拥有丰富经验；阿里云是平台企业，已为200多个国家和地区的企业、开发者、政府机构提供服务，其企业数字化转型工业大脑积累了丰富的实践经验，对智慧管网建设具有较好的借鉴意义。
2.1 国家电网
2.1.1 智能电网的提出
2009年，国家电网的特高压电网建设初见成效，开始推进坚强智能电网建设，增强电网优化配置能源资源及抵御严重事故风险的能力；2013年，提出智能电网承载和推动第三次工业革命的战略构想；2020年，建成“一强三优、电网坚强、资产优良、服务优质、业绩优秀”现代公司；2035年，规划全面建成具有卓越竞争力的世界一流能源互联网企业。
国家电网认为，智能电网是以物理电网为基础，以通信信息平台为支撑，包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电、调度各个环节，覆盖所有电压等级，实现电力流、信息流、业务流高度一体化融合的现代电网。智能电网能够优化能源资源配置，提高清洁能源接纳能力，提升电网安全稳定性，引入电网与用户的双向互动。智能电网具有自愈电网、促进参与、抵御攻击、广域互联、推动电力市场蓬勃发展及优化资产等主要特征，这些特征构成了智能电网的完整景象。
2.1.2 智能电网的建设
国家电网原董事长舒印彪指出，国家电网立足电网实际，与平台各方不断加强合作，优势互补，以众创、众智、众包、众扶等方式推动技术和商业模式创新，共同将平台建设好、发展好、使用好，为产业发展搭建全业务、全流程综合服务平台，实现共建、共享、共赢。
国家电网在共商、共建、共享、共赢的原则基础上，将构建以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网作为目标，通过技术和管理两条主线，提出平台促进市场竞争、自由对接供需信息、精准数据增值服务、流程化智能管理、信用融资助力建站等手段，加强电网互联和智能电网建设，实现全产业链融合，打通全流程每个环节，向行业和用户提供整体解决方案，大幅提高电网资源配置能力、智能化水平及清洁能源比例。
国家电网统一坚强智能电网建设分为以下3个阶段：(1)规划试点阶段（2009—2010年），侧重于战略规划，推动技术、管理标准化；(2)全面建设阶段（2011—2015年），侧重于特高压电网及城乡电网建设，推动关键技术与设备研发突破及应用；(3)引领提升阶段（2016—2020年），全面建成统一坚强智能电网，使电网资源配置能力、安全水平、运行效率，以及电网与电源、用户之间的互动性和统筹能力显著提高。
2.1.3 可借鉴经验
(1）在公平开放方面，可以借鉴国家电网的“即插即用”及用户主动参与电网调节的经验。国家电网的智能电网安全、无缝地容许各种不同类型的发电、储能系统及用户接入系统，简化联网过程，类似于“即插即用”。从小到大各种不同容量的发电和储能在所有电压等级上都可以互联，构建了完备的用电信息采集系统和配电自动化系统，提升了配电网的智能化运行水平，用户更多地参与到整个系统的经济活动中来，从而产生更多的价值效应。
(2）在管网布局方面，可以借鉴国家电网以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的统一坚强智能电网建设经验。国家电网自2005年以来坚持特高压战略，推动西电东送、南北互供、全国联网，并累计建成“15交（1 000 kV)13直（800 kV）”特高压电网，实现各大能源基地与中东部主要负荷中心互联，并建设配套城乡配电网，形成坚强的网架结构、强大的电力输送能力及安全可靠的电力供应能力。对中国构建以高压（10 MPa/12 MPa）为骨干网架、省市各级管网协调发展的统一坚强智能管网具有较好的借鉴意义。
(3）在物流平衡优化方面，可以借鉴国家电网从发电机组、干线输电网络到配电网络、终端销售企业的一体化调度经验。国家电网自主研制智能电网调度控制系统，建成世界上覆盖范围最广、驾驭能力最强的电网调度控制系统，建立适用于多种地形和气候类型的新能源发电功率预测系统，并通过市场供给与需求的互动，有效管理能源、容量、容量变化率、潮流阻塞等参数，降低潮流阻塞，保障复杂大电网的安全运行。
(4）在水力优化调度平台建设方面，可以借鉴国家电网以超算中心为核心的在线仿真与全局全时段优化平台建设经验。随着特高压交直流混联与新能源的大规模接入，电网、电源结构发生了巨大变化，国家电网建立了世界首套基于超算的电力仿真专用系统，包含24 000个CPU核，理论峰值计算能力达918.7×1012次/s，自主研发了全部平台软件和核心计算软件，支持全国、区域、分省多级联合、多用户协同分析计算，具备随时支撑实际电网运行方式校核的能力。
(5）在上下载技术标准体系建设方面，可以借鉴国家电网接入电网标准规范体系建设经验。国家发改委、能源局、国家电网等部门陆续发布DL/T 448—2016《电能计量装置技术管理规程》、Q/GDW 1480—2015《分布式电源接入电网技术规定》、GB/T 19964—2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》、GB/T 33342—2016《户用分布式光伏发电并网接口技术规范》等一系列标准，规范了传统电源、分布式电源等各类电源的并网技术要求，涵盖价格、计量、电能质量、调度、管理等各个方面，并对各个方面进行了细致规范。例如，电能质量包括电压波动、电压值、频率、谐波、直流分量、三相平衡度等各项指标。
2.2 阿里云企业数字化转型工业大脑
2.2.1 企业数字化转型工业大脑
阿里云创立于2009年，致力于以在线公共服务的方式，提供安全、可靠的计算和数据处理方案，使计算和人工智能成为普惠科技。其基础技术研究由阿里巴巴达摩院组织实施，主要包括机器智能、数据计算、机器人、金融科技及X实验室5个部分。
阿里云企业数字化转型工业大脑能力架构自下而上包括设备、车间、企业、园区及城市5个层面。设备层面实现设备管理，包括在线检测、故障预测等；车间层面实现智能化车间，包括控制优化、效率提升等；企业层面实现企业数字化转型，如数据中台等；园区层面实现区域数字化转型产业园升级，包括企业画像、园区安全、园区大脑等；城市层面实现产业数字化转型、新旧动能转换、产融结合，如工业互联网平台及工业经济大脑。
企业数字化转型工业大脑能够快速训练出企业的专属智能，降低使用大数据和人工智能的门槛，借助平台实施数字化创新。其涵盖供、研、产、销4个部分：“供”是为了使供给有序，具体包括智慧物流、库存优化及供应商风控；“研”是为了使智造有“芯”，具体包括能耗评估优化、故障预测诊断及工艺参数推荐；“产”是为了使生产有理，具体包括图片智能质检、实时监控预警及生产排程调度；“销”是为了使营销有依，具体包括潜在客户挖掘、经销商风控及产品销量预测。
阿里自身业务正是基于工业大脑，实现数据智能。一是通过数据洞察用户兴趣，更好地服务消费者，如基于新闻内容、用户属性、用户行为3类数据进行特征提取，输出用户兴趣画像、品类画像、新闻画像，提供最精准的推荐服务。二是提供智能客户服务，通过自然语言处理（NLP），深度学习实现7×24 h客户服务体验。三是打造阿里商家第二张身份证，实现“信用=财富”，表现为310金融风控模式，做到“3分钟申贷、1秒钟放款，0人工介入”，具体分为5个环节：(1)风险智能监控，包括交易异动、风险热力图监测，发现问题；(2)案件洞察分析，包括风险、用户、群体洞察，实现调优；(3) AI驱动自动优化验证，包括规则+模型攻防优化；(4)智能仿真，包括变量、策略、模型设计及验证发布；(5)安全大脑线上攻防由风险管理系统智能监控并形成闭环风控。
2.2.2 可借鉴经验
阿里云工业大脑实践经验表明，数字化时代已经到来，势必使未来经济社会发展发生巨大变化，数据、算法、算力将成为政府和企业的基础设施，并服务于政府、企业的决策和经营活动。政府和企业管理决策由程序驱动转型为数据驱动，意味着数据和算法的优劣、算力规模、强度、效率、组织能力将成为企业和国家的核心竞争力之一。
中国油气储运行业应构建自已的“工业大脑”，并借此推动智慧管网建设。如通过数字化、信息化、自动化及物联网技术的深度融合，建设统一的管道资产“数字孪生体”及“泛在感知体系”，实现数据基础设施对各项业务管理职能的全覆盖，以及业务横向融合与纵向贯通，使虚拟的智能化管网与物理实体管道同步成长，实现对管道资产及管理活动的实时可视化监控；构建“全国一张网”大数据设施，建立规划、项目定义、生产调度、商务运营的核心算法及数据库，形成大规模的算力及数据资源，打造“全国一张网”的“工业大脑”，推动“智慧管网”建设，实现科学决策、高效运营及业务创新。
3“全国一张网”定义与内涵
3.1 定义
狭义的“全国一张网”定义为：全国长输油气管道、LNG接收站、储气和储油设施的汇总，通过互联互通打破局部瓶颈、疏通资源通道，并向全国公平开放和公开准入，构建充分竞争的“X+1+X”体系，实现全国油气资源的自由流动和安全输送，以降低全社会的运行成本。
结合中国油气体制改革目标和油气产业链实际情况，借鉴国家电网的智能电网及阿里云企业数字化转型工业大脑建设经验，分析发现：与国家管网集团组建之前相比，国内外环境和油气产业链发生重大变化，国家能源安全问题日益突出，低碳发展观念深入民心，地方省网和地方管道企业异军突起，天然气储运方式正在实现多样化。因此，“全国一张网”已不再只是油气基础设施的物理构建及资源的联通和输送，应对其概念和内涵进行重新定义。
广义的“全国一张网”定义为：以国家管网集团油气基础设施为主体、地方企业储运设施为辅助，以确保油气资源安全供应为基本前提，以满足社会油气输送需求为首要目标，以坚强智慧管网为核心，与铁路、公路、水运等多种运输方式高度协同，具有灵活高效、智能友好、开放互动、安全可控、成本低廉等基本特征的油气物流系统。
3.2 内涵
以建设“全国一张网”作为全国统一油气大市场的硬件和物理基础，以构建全国性交易机制及适应市场化要求的丰富商务模式作为操作系统和软件，彻底实现运销分离，打破省内、省间壁垒，消除区域割据，是油气行业发展大势所趋。从“全国一张网”的资源、市场、平台、价值、系统5个方面对其内涵进行初步分析。
3.2.1 资源
“全国一张网”的资源不是传统意义上的油气资源，而是构建“全国一张网”所涉及的油气基础设施，以及所依托的技术、社会、经济等硬件资源，只有整合应用所有资源要素，才能打造坚强的“全国一张网”，包括：(1)油气基础设施，如国家管网集团、三大石油公司、省网、地方企业的管道、LNG接收站、储气库、储油库等基础设施，包含其涉及的路由资源、关键穿跨越、管网覆盖率、储运能力等要素；(2)行业资源，主要是油气储运行业所涉及的装备制造、能源供应、专业人才与技术、维抢修等资源；(3)其他相关基础设施，如可实现油气储运的公路、铁路、水运等基础运输设施；(4)社会资源，如可利用的人力、物力、财力等社会资源，以及社会动员能力、媒体等资源。
3.2.2 市场
“全国一张网”的市场不是油气消费市场，而是油气基础设施服务市场，主要功能是向服务对象（含托运商）提供油气储运服务及其他服务，以及如何接入更多的服务对象、如何提供更多品种的服务、如何向服务对象提供更优质的服务，以激发各类市场主体活力、建设全国统一大市场，包括：(1)确定和拓展服务对象，除拓展托运商外，还应拓展其他物流企业、数据商、能源商、金融平台等，具体服务对象范围根据可提供的服务产品类别而调整；(2)服务产品，除丰富基于时间、空间、相态转变为主的油气调运、油气储存、调峰服务外，还可提供交易撮合、物流解决方案、托运进出平衡管理，以及光纤通信服务、物流数据服务、金融服务等；(3)服务方式和质量，除传统的服务方式外，还应研究基于数字化技术的应用展示和信息传递等服务手段，为服务对象提供高质量、低成本的优质服务。
3.2.3 平台
“全国一张网”应实现平台经济模式运营，通过基于数据、算法、算力的核心优势将服务平台化，构建油气运输通道、交易平台等基础设施硬件及跨区域、跨行业、跨运输企业、跨运输方式等体制机制软件，包括：(1)物流调度平台，向全社会提供统一的物流调度平台，实现一站式满足服务对象的所有物流运输需求；(2)管容交易平台，构建全国统一的管容交易服务平台，并作为物流调度平台的子平台，由油气调控平台支撑，统筹全国油气基础设施的公平开放；(3)油气调控平台，构建全国统一的油气调控平台，开展智慧调度，最大化实现全国资源调控的灵活性与可靠性；(4)数据传输和交换平台，实现全国油气物流信息的传输和交换共享，搭建物流体系的信息交互渠道和交易平台，发挥数据资产在产业发展中的服务支撑作用。
3.2.4 价值
“全国一张网”是国家油气体制改革的核心目标，在国家可持续发展战略背景下，“全国一张网”应实现自身价值的最大化，包括：(1)为社会创造最大价值，服务国家战略、服务人民需要、服务行业发展，推动全社会油气基础设施低成本、高效率运行；(2)保障国家能源战略安全，与其他储运方式协同构建安全可靠的坚强管网，基于经济、人口、社会、政治影响的安全体系，确保油气基础设施的安全环保；(3)实现储运行业自身的低碳发展，助力国家实现“双碳”战略目标；(4)建立油气产业链与其他能源产业的良性关系，实现协同发展。
3.2.5 系统
“全国一张网”的构建应注重系统性，特别是通过科学合理的布局，实现管网系统的安全可靠，包括：(1)至少满足“N-1”原则，即在任意一处管道、站场或资源断开的情况下不影响管网整体运营和供气，重点城市可执行“N-2”或“N-3”原则；(2)主导网络化布局，构建纵横交错的骨干管网布局，并形成若干关键物理枢纽站，实现双向增压、双向调气，增强“全国一张网”的坚强性；(3)通过“分形法”布局天然气管网，形成多层架构，第1层骨干管网解决跨区域的资源调配和供应，第2层局部子网格解决区域内的资源配送问题，第3层配气管道解决用户供应，明确管网层级和职责分工，实现“天然气一张网”简捷高效运行。
4“全国一张网”构建方法论及工具体系
基于国家电网和阿里云的成熟经验及“全国一张网”的定义和内涵，为了实现中国油气管网数字化重塑和智慧化构建，提高管网规划、项目投资、经营决策质量，应尽快建立“全国一张网”油气资源市场预测和分析模型、天然气物流平衡优化模型、天然气管网水力系统分析优化模型、价值评估模型、地理信息系统及布局方法论，以指导管道企业开展项目规划、项目定义（可研和初步设计）、市场营销、建设及运营工作，实现全国油气产业链的健康发展。
4.1 油气资源市场预测和分析模型
实现全国油气资源市场的科学预测是开展“全国一张网”战略规划、项目定义（可研和初步设计）、提供储运服务产品、生产经营等工作的基础条件，应建立全国油气资源市场预测和分析模型，在现代能源体系框架下对全国油气资源市场进行全面深入的分析和预测，提供统一高质量的油气资源市场数据。其功能包括：(1)加强与上下游的衔接，建立一套完整的全国油气资源市场数据库，资源数据应细化到国内油气田、入境点、LNG接收站、储气库、储油库等各类资源点，市场数据需要分地区、分行业、分企业；(2)资源市场数据既包括历史数据，也覆盖多情景预测数据，并建立一套完善的分年、分月、分日预测模型和算法，保证预测结果的准确性；(3)资源市场预测应具备敏捷灵活的市场化反应机制，综合考虑各类运输方式对上下游的影响，主动适应市场多元化竞争趋势。
4.2 天然气物流平衡优化模型
建立全国天然气物流平衡模型，实现面向管网自身的物理平衡和面向托运商的商务平衡，对全国物流设施进行能力校核，满足天然气产业链物流平衡管理需求，向全社会提供管输产品、储存产品及组合产品。其功能包括：(1)针对国家管网集团的天然气管网，该模型基于天然气资源、市场预测基础数据及托运商的托运需求，结合当前天然气储运设施布局和运输加工能力，依托大数据和高效的算法算力，考虑天然气同质化和逆向抵消输送后实现物理平衡管理，生成覆盖年、月、日等不同时期的物流平衡优化结果，指导管道布局、管容交易；(2)针对全国的天然气管网，该模型不仅提供企业间横向的互联互通和管网优化，更要提供纵向的跨产、运、供、销、储、贸多环节（领域）全产业链、多情景优化，面向托运商提供基于虚拟调运路径和虚拟交易枢纽的商务平衡，并为托运商的平衡管理提供依据；(3)针对全国的天然气物流需求，该模型覆盖管道运输、公路运输、海运、内河运输等多种运输方式和天然气输送、储存、加工、配送等多种功能，为托运商提供点到点的一揽子解决方案；(4)全国天然气物流平衡还应放在全国能源布局和平衡的“大盘子”中，适度考虑多种能源协同发展问题。
4.3 天然气管网水力系统分析优化模型
当前中国的仿真软件主要依赖进口，国产化软件尚面临算法模型精度、仿真规模、优化时段与范围的制约，亟需建立天然气管网水力系统优化模型，以实现统一的天然气调控。其功能包括：(1)具备全网全时段在线仿真、优化的算法，包括对最大允许操作压力、管存、输气能力等参数的计算、分析与预测，在确保运营安全性前提下，最大化管容利用率、最小化管输能耗；(2)具备大规模、高精度、实时计算的算力，以应对日益增长的天然气管网运输规模，可参照国家电网打造基于超算的仿真系统，并实现完全国产化；(3)支持全国、区域管网多级联合、多企业联动、多用户协同分析、多方案计算、实时共享计算方案；(4)与全国天然气资源市场预测与分析模型、全国天然气物流平衡模型、天然气调控系统深度融合，实现全面的数据共享共用，发挥最大的协同效应。
4.4 价值评估模型
鉴于油气产业链涉及全行业上中下游各类实体、各类储运服务及各类储运方式，应着力构建油气储运价值评估模型，其功能应包括：(1)针对管道企业，基于经济评价参数、造价系统，以及动态投资、折旧、成本项目库，开展价值评估，综合考虑天然气管道投资项目对同一价区内不同管道企业周转量和效益的影响、对其他价区周转量和效益的影响，以及原油和成品油管道的效益影响因素，从整体和局部等多维度进行项目投资评估和决策，提出价值最大化方案并指导管道布局和运营；(2)针对全产业链，整合上下游运行工艺，综合考虑中游运输、储存、加工、配送物理系统，以及管道、铁路、公路、水路等多种运输方式，并结合各环节费用等其他因素，推动实现油气物流全链条成本最低、产业链收益最大、物流解决方案最优，通过社会资源集约、集成及统筹衔接，实现油气资源灵活、高效、安全输配。
4.5 地理信息系统
地理信息系统是开展“全国一张网”建设的底层平台和可视化平台，应尽快构建，其功能包括：(1)地理信息系统覆盖油气基础设施布局、路由规划、管道关键穿跨越、环境敏感点、高后果区等信息，为天然气管网的规划、项目定义、建设、运营提供基础；(2)与全国天然气物流平衡模型、油气调控平台等深度衔接，并通过地理信息系统进行展示和操作；(3)与全国立体交通网协同发展，内容涵盖铁路、公路、水路等现代综合交通运输体系，并能实时反映城市规划与发展等动态信息。
4.6 布局方法论
广义的“全国一张网”布局需要一套完善的理念和方法论作为支撑，并在管道行业的从业者中形成共识，从而在规划环节、项目定义环节、市场开发环节、运营环节都能得以顺利执行，要求包括：(1)按照统筹布局、适度超前、优化整合、安全可靠、兼顾效益、开放共享的原则确定管网布局；(2)深度结合前述4个模型和1个地理信息系统，以构建广义的“全国一张网”为核心目标，兼顾各方诉求，能够达成广泛共识，并具备管网布局的可操作性；(3)管网布局应优化满足“N-1”原则、网络化布局（骨干管网+关键枢纽站+双向输送）、多层次网络架构（压力和规模等级）、重点城市双通道双气源等要求，并兼容当前管网格局。
4.7 方法论与工具体系的逻辑关系
“全国一张网”的4个模型、1个地理信息系统和1个方法论构成基础层，其中地理信息系统是底层基础，由此延伸出基于地理信息的资源市场预测和分析模型，并为全国物流平衡优化和水力系统模拟提供支持，最终基于价值评估落实管网价值，进而建立管网布局方法论。管道企业的规划环节、项目定义环节、市场开发环节、运营环节等应用层的各项工作基于基础层形成智能决策依据，指导构建高效、灵活、智慧的“全国一张网”（图1）。
5 结论与建议
通过建立“全国一张网”油气资源市场预测和分析模型、天然气物流平衡优化模型、天然气管网水力系统分析优化模型、价值评估模型、地理信息系统，可以形成全面完善的“全国一张网”布局方法论及工具体系，指导构建具有灵活高效、智能友好、开放互动、安全可控、成本低廉等基本特征的坚强智慧管网，同时为油气产业链上中下游企业相关决策提供参考，一体推进中国油气行业安全、健康、高效发展。
考虑到油气储运处于油气产业链的中间环节，起承上启下作用，而国家管网集团在油气储运环节中处于主导地位，建议由国家有关部委牵头，国家管网集团承担主要研究工作，三大石油公司、各省省网、地方管道企业配合，完成“全国一张网”油气资源市场预测和分析模型、天然气物流平衡优化模型、天然气管网水力系统分析优化模型、价值评估模型、地理信息系统及布局方法论的构建，实现“全国一张网”相关数据、算法、算力在全社会的共建、共享，实现构建广义“全国一张网”的最终目标。
