王小平

西氣東輸管道公司

隨著技術(shù)不斷成熟及管理制度不斷完善，無人機(jī)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用條件日趨成熟，行業(yè)內(nèi)對油氣管道領(lǐng)域應(yīng)用無人機(jī)的呼聲也越來越高。為了提高工作效率，強(qiáng)化技防措施，西氣東輸管道公司于2015年配備了少量大疆精靈4無人機(jī)，探索開展無人機(jī)應(yīng)用，取得了一些經(jīng)驗。2016年，公司又與十余家無人機(jī)制造服務(wù)單位進(jìn)行了技術(shù)交流，以推動管道行業(yè)無人機(jī)應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。

1 無人機(jī)應(yīng)用的幾個重要問題

1.1 安全性問題

首先，無人機(jī)本身必須安全可靠。不能因天氣（大風(fēng)、強(qiáng)降雨除外）、機(jī)械故障、飛行操控等原因致飛行可靠性降低，甚至出現(xiàn)墜機(jī)事件。其次，無人機(jī)的應(yīng)用必須確�，F(xiàn)有油氣管道線路安全水平。再次，無人機(jī)飛行航線下方是大量林地土地、公路交通網(wǎng)絡(luò)、人口活動區(qū)域等，突發(fā)事件下必須保障第三方人員及財產(chǎn)安全。

1.2 合規(guī)性問題

2017年1月，杭州蕭山機(jī)場航道附近發(fā)生無人機(jī)近距離拍攝民航飛機(jī)事件，引發(fā)社會各界對無人機(jī)飛行合規(guī)性的廣泛討論。2月份，有報道稱四川綿陽疑似無人機(jī)闖入民航飛機(jī)航道空域，造成多架飛機(jī)備降其他機(jī)場。因此，合規(guī)是無人機(jī)使用的最基本要求，必須滿足民航空管及其他相關(guān)部門的規(guī)定，在規(guī)定的時間和空域內(nèi)飛行；無人機(jī)駕駛員必須按照《民用無人機(jī)駕駛員管理規(guī)定》參加培訓(xùn)取證，持證上崗。

1.3 適用性問題

不同于當(dāng)前較為成熟的無人機(jī)電力巡線，油氣管道日常巡線需要無人機(jī)發(fā)現(xiàn)并預(yù)警影響或可能影響管道安全的施工行為，如機(jī)械施工、定向鉆施工等；發(fā)現(xiàn)管道周邊地形地貌變化，如出現(xiàn)坑洞、沿線坡體移動等。應(yīng)急搶險方面，需要無人機(jī)獲取搶險現(xiàn)場的空中俯視全貌以及事故發(fā)生前后的對比圖片，為搶險決策提供支持。

2 無人機(jī)實際應(yīng)用探索

2.1 管線巡護(hù)

（1）平泰線開封站至蘭考南彰段巡線試驗

平泰線開封站至蘭考南彰段管道全長100 km，全程采用GPS定點自主飛行。試驗選用固定翼燃油驅(qū)動無人機(jī)，彈射式起飛、傘降，正常巡航速度為100 km/h，最大航程300 km。試驗時長約3 h，時間分配為：前30 min為彈射器安裝，無人機(jī)起飛前檢查；后30 min為無人機(jī)降落、圖像下載、軟件處理識別及結(jié)果推送；中間2 h為無人機(jī)往返時間。試驗中共發(fā)現(xiàn)17處疑似對管道有影響的風(fēng)險點，表明無人機(jī)能夠發(fā)現(xiàn)影響管道安全的風(fēng)險因素，但對風(fēng)險因素識別不完全，且存在水工保護(hù)被識別成違章占壓等問題。巡檢結(jié)果反饋時效尚需提高（見圖 1）。

圖1 開封站至蘭考南彰段巡線試驗

（2）西二線南昌上海支干線鷹潭至上饒段巡線試驗

南昌上海支干線鷹潭至上饒段管道全長70 km，全程GPS定點自主飛行。試驗選用固定翼電力驅(qū)動無人機(jī)，垂直起降，正常航速約80 km/h，最大航程70 km。根據(jù)公司提出的技術(shù)需求，無人機(jī)服務(wù)公司研究開發(fā)了自動識別與預(yù)警軟件。試驗結(jié)果表明，無人機(jī)在400 m高空能夠發(fā)現(xiàn)管道沿線警示牌及其左右100 m范圍內(nèi)挖掘機(jī)等影響管道安全的風(fēng)險因素，但地面人員處置配合項目未進(jìn)行聯(lián)合測試（見圖 2）。

圖2 鷹潭至上饒段巡線試驗

（3）其他應(yīng)用試驗

2015年，西氣東輸管道公司采購少量大疆精靈4無人機(jī)，開始在南方地區(qū)開展無人機(jī)巡線探索工作。包括：對山區(qū)、河流等巡查難度較大管段采用無人機(jī)巡線，以提高巡線效率；在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險識別過程中，應(yīng)用無人機(jī)航拍地形、收集圖像信息，可幫助分析風(fēng)險大�。粚�管道沿線高后果區(qū)進(jìn)行航拍、收集圖像信息，比較其變化情況，為高后果區(qū)識別及管理提供依據(jù)。截至目前，已成功收集管道廣角影像資料近2 500張，成功預(yù)判有效信息112條，為管道保護(hù)提供了有力支持。

2.2 應(yīng)急搶險

（1）湖北鄂州車灣河河水溢壩

2013年，西氣東輸管道公司與廊坊管道學(xué)院開展無人機(jī)項目合作，對西一線干線蘇浙滬段296 km管道進(jìn)行無人機(jī)航拍，形成了管道線路正射影像資料，獲取了管道周邊環(huán)境數(shù)據(jù)信息，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了應(yīng)急支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)在處置2016年湖北鄂州車灣河河水溢壩等險情中，幫助應(yīng)急搶險指揮部第一時間了解現(xiàn)場環(huán)境、判斷險情，發(fā)揮了重要作用。為管道應(yīng)急搶險工作提供了技術(shù)支持。未來，正射影像系統(tǒng)將有可能向?qū)崿F(xiàn)坐標(biāo)查詢、山體地物體積和坡度/坡向等計算向更加豐富的實景3D模型轉(zhuǎn)化，更加有利于管道線路現(xiàn)場搶險工作。

（2）深圳光明新區(qū)12•20滑坡

2015年，深圳光明新區(qū)12•20滑坡?lián)岆U期間，公司采用無人機(jī)收集現(xiàn)場圖像信息，為現(xiàn)場情況分析及確定搶險路徑等提供了幫助。

（3）江西豐城電廠垮塌事故

2016年，受江西省安監(jiān)局應(yīng)急救援指揮中心征調(diào)，公司南昌管理處派員應(yīng)用無人機(jī)對發(fā)生垮塌事故的江西豐城電廠冷卻塔展開空中航拍，第一時間將拍攝圖像用手機(jī)快速剪輯后發(fā)送至指揮中心和正在趕赴現(xiàn)場的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)手機(jī)上，為搶險決策提供了最及時的幫助。后續(xù)事故調(diào)查中，協(xié)助事故調(diào)查組完成了塔頂施工細(xì)節(jié)和塔體結(jié)構(gòu)外觀的航拍調(diào)查取證任務(wù)（見圖 3）。

圖3 江西豐城電廠事故現(xiàn)場航拍圖

3 結(jié)論及展望

通過試驗和初步應(yīng)用，在陡峭的山區(qū)等人員難以到達(dá)地區(qū)，無人機(jī)巡線優(yōu)勢明顯；在管道事故搶險，特別是地質(zhì)災(zāi)害、防汛搶險中，利用無人機(jī)航拍及時獲取現(xiàn)場信息，可為搶險決策提供有力支持。但無人機(jī)日常巡線的相關(guān)技術(shù)尚需繼續(xù)開發(fā)和整合，自動識別、實時報警等功能需要進(jìn)一步完善。目前，無人機(jī)技術(shù)在油氣管道領(lǐng)域的應(yīng)用剛剛起步，隨著其技術(shù)不斷成熟和應(yīng)用管理日趨完善，相信未來會有廣闊的應(yīng)用前景。

作者：西氣東輸管道公司副總經(jīng)理。

《管道保護(hù)》2017年第3期（總第34期）