盧建明1 李想2 范文峰1 丁楠1 肖麗1

1．浙江浙能天然氣運(yùn)行有限公司； 2．浙江浙能技術(shù)研究院有限公司

浙江浙能天然氣運(yùn)行有限公司管理的浙江省天然氣管網(wǎng)干線，途經(jīng)杭州、寧波、紹興等省內(nèi)11個(gè)地級(jí)市，干線總長超過1 800多公里，擁有西一氣、西二氣、川氣、寧波LNG、麗水36-1等6處氣源，全省“一環(huán)網(wǎng)”供氣格局已基本形成，隨著“縣縣通”工程的有序推進(jìn)，至2020年全省輸氣管網(wǎng)將達(dá)到2 800多公里。浙江省經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)，高后果區(qū)管理存在后建工程較多、改線工程頻繁、區(qū)域差異較大、地理環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)。 2017年，全年共發(fā)現(xiàn)并處理管道報(bào)警723起、第三方施工132起、占?jí)侯愲[患37起； 2018年，全年共發(fā)現(xiàn)并處理管道報(bào)警733起、第三方施工91起、占?jí)侯愲[患37起。

浙江省輸氣省網(wǎng)管道北部主要分布于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集、社會(huì)活動(dòng)頻繁的長三角地區(qū)，其施工機(jī)械化程度高，具有突發(fā)性和不確定性，同時(shí)第三方施工頻發(fā)，對(duì)管道安全威脅較大；管道多沿高速、地方路網(wǎng)敷設(shè)，綠化施工對(duì)管道防腐層、光纜損傷風(fēng)險(xiǎn)較高，發(fā)生管道事故后果更加嚴(yán)重，社會(huì)影響面更大。東部及南部主要分布于泥石流、水毀、崩塌等自然災(zāi)害頻發(fā)的山區(qū)，但也存在大量分散的的高后果區(qū)。如何通過對(duì)高后果區(qū)的有效管理避免自然災(zāi)害造成的天然氣管道事故，確保管道的長周期安全運(yùn)行具有重要意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 高后果區(qū)管理存在的問題以及解決措施

高后果區(qū)管理分為內(nèi)部質(zhì)量管理和外部環(huán)境管理，內(nèi)部質(zhì)量管理具備一定的可控性，外部環(huán)境管理具有很大的不確定性。近幾年公司高后果區(qū)內(nèi)部質(zhì)量管理的提升有效地帶動(dòng)了外部環(huán)境管理的提升，但從全面質(zhì)量管理人—機(jī)—料—法—環(huán)五個(gè)因素分析，高后果區(qū)識(shí)別還存在諸多問題（圖 1），需要采取對(duì)應(yīng)措施加以解決。

1.1 人（員工）問題

公司高后果區(qū)管理人員主要分為管理人員和巡線人員。以前對(duì)高后果區(qū)管理相對(duì)比較松散，未設(shè)置專職的管理人員，現(xiàn)在雖然增設(shè)了這一崗位，但人員專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)尚待積累提高，難以有效指導(dǎo)一線工作。而很多一線巡線人員文化素質(zhì)相對(duì)較低，缺乏采集高后果區(qū)數(shù)據(jù)等基本技能。

解決措施：針對(duì)高后果區(qū)管理人員，實(shí)行技能上崗認(rèn)證，通過專業(yè)培訓(xùn)取得完整性管理中級(jí)以上資格；針對(duì)一線巡線人員，組織學(xué)習(xí)培訓(xùn)，提高實(shí)操能力。

1.2 機(jī)（設(shè)備）問題

巡線人員現(xiàn)場所有的信息采集均由手工記錄，不會(huì)使用定位設(shè)備， 數(shù)據(jù)采集缺乏有效手段。

解決措施：開發(fā)智能巡檢手機(jī)端APP；加強(qiáng)指導(dǎo)培訓(xùn)，掌握設(shè)備操作技能。

1.3 料（數(shù)據(jù)）問題

現(xiàn)場采集時(shí)經(jīng)常存在數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、數(shù)據(jù)不全、數(shù)據(jù)質(zhì)量差以及效率較低的情況。

解決措施：優(yōu)化數(shù)據(jù)采集方式，減少采集工作量，采用外業(yè)調(diào)查+地理信息系統(tǒng)在線識(shí)別方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，提高采集質(zhì)量和采集效率。同時(shí)，針對(duì)改線工程、新增工程等以核查+補(bǔ)缺的方式進(jìn)行信息搜集。

1.4 法（方法）問題

以往高后果區(qū)識(shí)別以人工為主，由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)比較原則，很難指導(dǎo)員工在現(xiàn)場準(zhǔn)確識(shí)別高后果區(qū)，確定任意 2 km 的范圍等。浙江農(nóng)村地區(qū)自建房普遍都在四層、五層以上，往往就住一戶或長期無人居住，如果按GB 32167―2015《油氣輸送管道完整性管理規(guī)范》識(shí)別，應(yīng)屬于Ⅲ級(jí)高后果區(qū)，而實(shí)際危害后果卻相對(duì)較小，企業(yè)為此投入大量的人力、財(cái)力，卻沒有真正管理到位。

解決措施：編制公司管道高后果區(qū)識(shí)別管理辦法和管道高后果區(qū)識(shí)別作業(yè)規(guī)程，統(tǒng)一采集標(biāo)準(zhǔn)、采集方法，明確人員職責(zé)。

1.5 環(huán)（環(huán)境）問題

浙江省地理環(huán)境、人口環(huán)境比較復(fù)雜，高后果區(qū)的人員信息、建筑信息等獲取比較困難，數(shù)據(jù)采集工作量較大，所獲數(shù)據(jù)缺乏有效管理。

解決措施：開發(fā)高后果區(qū)智能識(shí)別與管理軟件；利用無人機(jī)采集復(fù)雜地理環(huán)境信息、更新改線段地圖等。

2 高后果區(qū)智能識(shí)別設(shè)計(jì)

利用GIS線劃圖加外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)，分析浙江省輸氣管道高后果區(qū)管理現(xiàn)狀，優(yōu)化現(xiàn)場巡檢人員數(shù)據(jù)采集方式，利用高清晰衛(wèi)星遙感圖構(gòu)建矢量圖，對(duì)高后果區(qū)進(jìn)行智能識(shí)別和分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)高后果區(qū)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)管理。

智 能 識(shí) 別 設(shè) 計(jì) 架 構(gòu) 中 ， 系 統(tǒng) 開 發(fā) 主 要 基 于ArcGIS + PostgreSQL地理信息平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用開發(fā)采用Java9 + SpringBoot + Angular Web框架， GIS相關(guān)功能開發(fā)基于ArcGIS js API 4.6+，應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境采用Tomcat 9服務(wù)器。

2.1 數(shù)據(jù)處理

在系統(tǒng)識(shí)別前需要對(duì)房屋類型、樓層統(tǒng)計(jì)、典型的房屋—戶數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系、特定場所等進(jìn)行前期處理。

（1）房屋分類：對(duì)重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的房屋建筑進(jìn)行分類；主要類別包括但不限于公寓樓、民房、辦公寫字樓、工廠廠房、臨時(shí)住所及其他。

（2）樓層統(tǒng)計(jì)：對(duì)房屋的樓層進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，將樓層數(shù)據(jù)作為該建筑物的屬性數(shù)據(jù)之一。

（3）基于典型的房屋—戶數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算模型獲取沿線戶數(shù)，將對(duì)應(yīng)的戶數(shù)賦予相應(yīng)的房屋建筑物，作為其屬性數(shù)據(jù)之一。

（4）特定場所：分析房屋建筑的類型，對(duì)不確定的建筑類型，可在地圖上標(biāo)記為疑似特定場所，導(dǎo)出特定場所現(xiàn)場核查表，待外業(yè)調(diào)查確認(rèn)后，將結(jié)果填報(bào)到該建筑的屬性信息中。

2.2 外業(yè)調(diào)查

外業(yè)調(diào)查主要由現(xiàn)場巡線人員或者數(shù)據(jù)管理團(tuán)隊(duì)利用移動(dòng)端APP進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和環(huán)境變化數(shù)據(jù)采集；管理人員或者數(shù)據(jù)管理團(tuán)隊(duì)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行核查和錄入（圖 2）。

2.3 數(shù)據(jù)分析

基于密度的聚類算法（DBSCAN）對(duì)管道沿線的戶數(shù)分布進(jìn)行計(jì)算，劃分出人口、房屋等聚集區(qū)域，構(gòu)建矢量圖（圖 3），為高后果區(qū)劃分做好準(zhǔn)備。

3 應(yīng)用情況及效果

2 0 1 8年，公司通過智能識(shí)別系統(tǒng)，開展了1 385 km管道的高后果區(qū)識(shí)別工作，共識(shí)別出高后果區(qū)617段，里程為622.3 km，其中Ⅲ級(jí)26.3 km，占比1.9%；Ⅱ級(jí)262.8 km，占比19.0%；Ⅰ級(jí)333.2 km，占比24.1%（圖 4）。

4 結(jié)論

智能識(shí)別系統(tǒng)是公司高后果區(qū)管理的初次嘗試，實(shí)踐證明其能夠有效識(shí)別高后果區(qū)，并能大幅度降低人工成本和管理成本。能夠快速、高效、自動(dòng)生成高后果區(qū)分析報(bào)告，為管道安全管理、應(yīng)急指揮決策、搶險(xiǎn)救援等提供強(qiáng)有力的支撐。針對(duì)目前存在的問題和不足，正在進(jìn)一步研究改進(jìn)。

（1）系統(tǒng)開發(fā)要與生產(chǎn)深度融合。應(yīng)滿足生產(chǎn)一線、管理層的多層級(jí)需求，重點(diǎn)是一線人員的需求，他們是高后果區(qū)智能化、信息化管理的應(yīng)用者和受益者。

（2）應(yīng)結(jié)合公司所處的地理環(huán)境、人口密集程度等自身特點(diǎn)，有針對(duì)性的開展高后果區(qū)管理。

（3）加強(qiáng)對(duì)高速公路、鐵路等復(fù)雜環(huán)境高后果區(qū)的管理。目前GB 32167―2015對(duì)此規(guī)定不明確，但在浙江存在大量的管道與鐵路、公路并行情況，如果在爆炸影響范圍內(nèi)，將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

作者：盧建明，男， 1960年生，浙江松江人，高級(jí)工程師， 浙江大學(xué)電機(jī)系電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)主要從事公司管道安全運(yùn)營管理工作。李想，男， 1988年生，工程師， 2013年碩士畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，現(xiàn)主要從事油氣管道安全研究工作。

2019年第4期（總第47期）