1.前言
能源是经济社会发展的物质基础和命脉所在，目前我国油气资源对外依存度高，2021年原油、天然气对外依存度分别攀升到72%和43.7%，而管道输送因其高效性、经济性，成为主要的油气输送方式，目前我国已建成“横跨东西、纵贯南北、覆盖全国、连通海外”的油气管网，根据国家《中长期油气管网规划》，2025年全国油气管网规模将达到24万公里。同时，随着我国“双碳”目标的提出，二氧化碳、天然气掺氢气、纯氢气管道输送等新的管道输送形式不断发展，这些都对管道输送的安全性、高效性提出了更高的要求。
自2015年中俄东线输气管道工程开始，实行全数字化移交、全智能化运营、全生命周期管理，标志着我国油气管道由数字管道步入智慧管道阶段。另外，国家石油天然气管网集团有限公司于2019年正式成立，其主要职责是负责全国油气干线管道的投资建设和干线管道的互联互通，并统一负责全国油气干线管网运行调度。未来国家管网将通过融合应用新一代数字化、智能化技术，实现生产全过程、全要素的链接和监管，打造覆盖全国的油气管道智能物联数据网络，这必然会对智慧管道工程人才产生巨大需求，对管道控制、人工智能等知识和能力的需求也更加迫切。因此智慧管道工程将主要面向第五大运输方式-管道运输，培养“管道+智慧”的复合型人才。
2.专业简介
智慧管道工程微专业，主要依托油气储运工程和自动化专业进行建设，打通自动化和管道工程间的壁垒，培养“智慧+管道”复合型人才，为智慧管道工程设计与管理、调度与控制、运行和维护等培养专业人才。油气储运工程和自动化专业具有良好的师资队伍，为微专业配备了20名专业教师，其中教授8名，副教授8名，讲师4名。两个专业都属于国家一流专业，办学基础雄厚。油气储运工程专业1952年创建于清华大学，1953年转入北京石油学院，1969年随学校迁至山东东营，是我国第一个油气储运工程专业。1981年、1986年分获硕士、博士学位授予权，2002年被评为国家重点学科，2007年入选首批国家级特色专业。2012年、2016年获批国家级实验教学示范中心、国家级虚拟仿真实验教学中心，2017年入选国家“一流学科”建设，2019年入选国家级一流本科专业建设点，2020年通过专业认证，获得国家教学成果二等奖1项。自动化专业创建于1959年，是国内创建自动化专业最早的大学之一。2019年自动化专业第一批入选国家一流本科专业建设点，分别于2016年和2019年通过工程教育专业认证。拥有“控制科学与工程”一级学科博士学位授权点，建成1个山东省实验教学示范中心，具有完备的校外实习实践基地和实验室，为人才培养提供了良好的实践条件。
本微专业将面向国家能源、油气供应通道建设和运维需求，基于两个国家一流专业-油气储运工程和自动化专业的基础条件，瞄准“智慧管道”发展方向，明确“智慧+管道”复合型人才的培养目标，建立“工艺与工程并重、强化信息与控制”的专业课程体系，为培养智慧管道人才、服务国家能源战略做出贡献。
学生毕业后，主要面向几大管道运输企业、地方管道运输企业以及政府机关从事与智慧管道工程相关的设计与管理、调度与控制、运行和维护等方面工作。就业范围除智能管道运输领域外，也可从事油气储运、自动化、新能源等相关领域的专门技术与管理工作。
3.培养目标
本专业面向国家战略、社会发展和未来科技、产业升级需求，培养德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人，具备良好的思想品质、社会责任感和职业道德，具有系统思维和多学科集成创新能力，能够将自动化与管道工程知识交叉融合，从事与智慧管道工程相关的设计与管理、调度与控制、运行和维护等方面工作的高素质工程技术人才。
在知识方面：适应智慧管道工程技术发展，综合运用自然科学、工程基础和专业知识，针对智慧管道工程项目，分析复杂工程问题，提供解决方案。
能力方面：了解智慧管道领域前沿技术，具备较强的工程设计能力、一定的工程管理能力，针对解决智能管道输送工程问题的需要，提出新思路、新方法。
素质方面：具有良好的思想品质、人文科学素养、社会责任感，遵守工程职业道德和规范，在工程实践中能够综合考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。具备良好的团队精神，较强的沟通交流能力，具有自主和终身学习能力。
4.课程设置
本专业核心课程有7门，分别是控制工程基础，人工智能技术，管道运输工程，管道安全保障技术，管道智能化，智慧管道工程软件实训，智慧管道工程设计。控制工程基础和人工智能技术是进行智慧管道工程设计和管理的基础课，由自动化专业的老师主讲，管道运输工程、管道安全保障技术、管道智能化、智慧管道工程软件实训，专业性比较强，由油气储运工程专业老师主讲。智慧管道工程设计是课程设计类的实践课程，注重学生综合设计能力的培养。除了人工智能技术之外，其余六门课程均是新课程，体现了“智慧+管道”复合型人才的培养理念和“工艺与工程并重、强化信息与控制”的课程体系。课程拓扑关系如图1所示。
图1 课程拓扑关系图
（1）控制工程基础
1）总学分：3学分。
控制工程基础内容包括自动控制系统的发展历史、数学模型、系统求解、特性分析和控制方案设计，旨在帮助学生理解自动控制的基本思想，熟悉自动控制系统组成和控制理论的基本方法，能够从自动控制系统的角度出发分析和解决问题，奠定在控制理论及应用方面的扎实基础。
2）课程特色
①在原有课程体系基础上，综合自动控制原理、现代控制理论和过程控制等课程内容，强化管道输送特色。结合智慧管道工程，将管道控制模型建立，控制方案实施，智能运维等内容融入课程体系，及时跟踪国际和国内技术发展。
②强化“控制与工程并重”的课程理念，培养学生“管道+智慧”的系统思维，能够将自动控制的思想和管道工程设计相结合，提高学生的多学科集成能力。
（2）人工智能技术
1）总学分：2学分。
本课程主要内容包括人工智能概述、知识表示、确定性推理、机器学习、人工神经网络、专家系统等。通过本课程的学习，使学生对人工智能的发展概况、基本原理和应用领域有初步了解，对主要技术及应用有一定掌握，启发学生对人工智能的兴趣，培养知识创新和技术创新能力。
2）课程特色
①体现管道输送特色，注重案例分析，让学生对人工智能的发展概况、基本原理和应用领域有初步了解，对主要技术及应用有一定掌握，启发学生对人工智能的兴趣，培养知识创新和技术创新能力。
②强化“信息与控制并重”的课程理念，将信息技术、人工智能融入智慧管道运营中，引导学生有意识的将管道运行和人工智能结合，为智慧管道的优化运行、决策控制等提供理论基础。
（3）管道运输工程
1）总学分：3学分。
本课程主要内容包括管道输送介质、管输工艺、管道系统、管道工程设备，管道工程建设、管道运行管理等内容。通过本课程学习，使学生熟知管道工程设备，掌握站场工艺流程及工艺设计方法，熟悉管道工程相关的法律法规、技术标准等，能够进行管道设计和管理。
2）课程特色
①在传统能源基础上，强化新能源特色。基于国家“双碳”目标、能源战略，将CO2管道输送，天然气掺氢气管道输送，氢气管道输送等新技术融入课程体系，及时跟踪国际热点研究问题。
②强化课程思政建设，加入具有家国情怀、能源特色的课程思政元素，培养学生的爱国情怀、使命担当、专业传承和奉献精神等。
（4）管道安全保障技术
1）总学分：2学分。
本课程主要内容包括：常见事故类型及油气危险性、管道泄漏检测、管道安全设计与管理、管道腐蚀防护、管道完整性管理、管道安全评价及应急救援等。通过本课程学习，使学生了解油气储运主要环节中存在的风险隐患和事故类型，掌握管道泄漏检测方法、完整性管理及应急救援基本方法，培养安全意识，提高管道安全保障的能力。
2）课程特色
①以安全运维为主线，强化智能运维的知识内容。将智能决策、运维优化、应急优化等新知识融入课程体系，及时跟踪管道安全及风险控制的发展热点，提高课程的前沿性。
②强化课程思政建设，将安全运维、环境与社会融入课程内容，培养学生的保护环境意识、职业操守和安全意识等。
（5）管道智能化
1）总学分：2学分。
本课程主要内容包括检测仪表、数据采集技术、管道数据采集与监控系统（SCADA系统）、数据处理、数据挖掘和管道智能化等。通过本门课程的学习，使学生掌握管道工程中的相关自动化设备及软件，熟悉监控与数据采集系统，了解自动化设备运行、安全与控制，熟悉管道智能化所涉及的数字孪生体、数据挖掘和智能决策等，能够综合运用相关知识对智慧管道进行设计和管理，具备一定的工程管理能力。
2）课程特色
①以管道自动化控制为主线，强化智能管理和运维。将数据挖掘、智能决策能新知识融入课程体系，及时跟踪管道智能化、管网智慧化的发展热点，提高课程的前沿性。
②强化课程思政建设，将管道建设及国家管网发展融入课程内容，培养学生的爱国情怀、使命担当、专业传承和奉献精神等。
（6）智慧管道工程软件实训
1）总学分：2学分。
通过本课程的综合训练，掌握利用数值仿真软件研究油气管流仿真、物性计算、流场分析以及工艺流程仿真等基本问题的方法，培养提升学生运用数值仿真软件解决油气储运工程实际问题的能力。
2）课程特色
①以流体力学、传热传质、数值仿真等理论知识为基础，结合智慧管道工程专业必修课程，讲授数值计算的基础理论和原理，介绍常用的数值仿真计算软件的基本原理和操作。
②结合工程实例进行建模、计算和分析过程的仿真求解训练。主要内容包括：油气物性计算、工艺流程仿真及优化、油气管网仿真及分析、流场仿真分析、管道运行控制仿真以及计算结果后处理等。
（7）智慧管道工程设计
1）总学分：2学分。
通过本课程的综合训练，掌握管道工程可研设计、工艺设计和智能化系统设计的理念和方法，培养学生综合运用自动控制、管道工程和管道智能化等知识分析解决实际复杂智慧管道工程设计问题的能力。
2）课程特色
①以培养“智慧+管道”复合型人才为培养目标，将“工艺与工程”并重、融“信息与控制”一体，打造“管道+智慧”实践课程体系，实现理论与实践的统一，真正的解决复杂工程问题。
②在工艺设计过程中，更加注重自动化、智能化知识的融入，聚焦本专业的热点问题，结合实际工程问题，鼓励学生进行个性化设计，提高课程的高阶性和创新性。
5.教学安排
（1）班组形式
1）选读该专业同学实行分散管理、集中学习的方式进行，考虑到专业和学院分布特点，设置班级负责人，提高学生凝聚力和团结合作的精神。
2）构建班主任、学业导师和辅导员构成的学生帮扶体系，保障学生毕业要求达成。
3）为班级配备班主任，为每一位同学配备学业导师，提供个性化服务和管理，保障每一位学生在学业方面健康发展。
4）与原专业辅导员密切联系，及时发现学业有困难学生，做好预警和帮扶工作。
（2）授课方式
1）采取小班化教学，利用智慧教室开展教学，注重团队合作、小组研讨，强化过程考核，培养学生的团队合作能力、自主学习能力和方案创新设计能力等。
2）注重教学团队建设，强化管道工程与自动化专业教师的学科交叉和融合，采取共同研讨、集体备课等形式，将两个专业间的知识互融互通，打破专业壁垒，提高课程的挑战度、高阶性，培养学生的多学科交叉创新能力。
3）打造线上线下相结合的教学模式，注重教学创新，建设具有油气特色的“云课堂”、“慕课”、视频公开课、案例库等优质教学资源，打造金课，编写精品教材。
（3）授课时间范围
本微专业时间跨度是为三个学期，建议本科四年制同学从第三学期，五年制同学从第三或者第五学期开始修读，以保证能够正常毕业。平均每学期有两门课程，学业负担相对较轻。课程与学校其他课程统一安排，不干扰正常上课秩序，适合理工科学生修读。
微专业课程成绩以“微专业”属性显示在成绩单上，不纳入平均学分绩点的计算。
6.学费
学校对修读微专业按学分收费，若中途退课，所交选课费不予退还。
7.学制、考核及毕业证书
智慧管道工程微专业学制是三个学期，学生在主修专业毕业前修满培养方案规定的课程及学分，由学校颁发微专业证书。未达到微专业培养方案学分要求的，所修课程按通识教育选修课程记入成绩单。
8.招生对象及要求
智慧管道工程微专业招生对象主要面向学校2023级和2022级（建筑学专业可放宽到2021级）的理工科学生，2024年招生人数为30人，根据报名情况，组织学生面试，择优录取。不面向相似专业招生。
9.班级管理
（1）构建班主任、学业导师和辅导员构成的学生帮扶体系，保障学生毕业要求达成。
（2）为班级配备班主任，为每一位同学配备学业导师，提供个性化服务和管理，保障每一位学生在学业方面健康发展。
10.报名办法及选拔方式
按学校要求统一报名，填写《中国石油大学（华东）修读微专业报名表》进行报名，经专业面试考核录取后，进入智慧管道工程微专业学习。
11.联系方式
杨东海老师，电话：13475842257(微信同号)，邮箱：yangdonghai@upc.edu.cn。
欢迎加入智慧管道工程微专业qq群，群号：425052733。
储运与建筑工程学院
2024年6月13日
