陳玉亮 趙萬里 張明生 孫寶龍 劉金福

國家管網(wǎng)集團西氣東輸蘇浙滬輸氣分公司

隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、數(shù)字孿生及人工智能(AI)等新一代信息技術(shù)發(fā)展，油氣管道行業(yè)也積極推進與新興技術(shù)的融合創(chuàng)新，開拓智能管道的發(fā)展道路。國家石油天然氣管網(wǎng)集團提出“著力打造智慧互聯(lián)大管網(wǎng)”，實現(xiàn)這一宏偉目標，需要從規(guī)劃、建設(shè)、體制機制等方面加以引導(dǎo)。作為管道基層管理者，根據(jù)生產(chǎn)實際，結(jié)合目前正在運用的一些技術(shù)，對智慧管道建設(shè)提出幾點建議供大家參考。

1  規(guī)劃的重點

以推進新建管道智能化建設(shè)和在役管智能化改造為重點，提升智能感知、智能管控、智能預(yù)判能力，拓展智能化應(yīng)用場景，推廣應(yīng)用先進、成熟、可靠的智能化技術(shù)和設(shè)備。在管道智能化建設(shè)的初級階段，應(yīng)充分利用新建和改遷建管道建立完善管道數(shù)字關(guān)聯(lián)，配置管道智能感知和管控系統(tǒng)及相應(yīng)設(shè)備，然后有計劃逐步對老舊管道開展智能化改造。實施過程中經(jīng)總結(jié)提煉形成管道智能化規(guī)范標準。

2  建設(shè)的內(nèi)容

2.1  建立管道數(shù)字關(guān)聯(lián)

（1）實現(xiàn)管道數(shù)據(jù)數(shù)字化精準采集。完善新建和改遷建管道數(shù)據(jù)釆集標準與方案，做到管道建設(shè)期和運營期數(shù)據(jù)融合統(tǒng)一，將包括施工圖設(shè)計、工程施工、工程監(jiān)理、檢測管理、試運投產(chǎn)、竣工驗收等完整數(shù)字化數(shù)據(jù)采集歸檔，為管道智能化和構(gòu)建數(shù)字孿生管道提供數(shù)據(jù)支撐。

（2）逐步構(gòu)建數(shù)字孿生管道。將形成的數(shù)字化成果通過數(shù)字化平臺，構(gòu)建與實體管道相互映射的虛擬管道模型，完善管道地理信息系統(tǒng)，開發(fā)直觀展示管網(wǎng)三維可視化運行仿真等模塊，建立與物理管網(wǎng)相同的數(shù)字孿生管網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)虛擬管道的高度仿真。

2.2  改進智能管理系統(tǒng)

建立完善具備遠程調(diào)度控制功能的管道綜合應(yīng)急指揮中心，并將站場和管道沿線智能監(jiān)控視頻、應(yīng)急指揮車載視頻、防爆手機視頻（維搶修機器人視頻）等現(xiàn)場視頻信號接入指揮中心，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)自動篩選比對過往類似事故事件，分析提供應(yīng)急處置措施等功能，提升應(yīng)急處置效率和智能化程度，為管道事故應(yīng)急處置提供決策參考。

2.3  配置智能監(jiān)控設(shè)備

（1）安裝智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在管道經(jīng)過的III級高后果區(qū)及高風(fēng)險管段，安裝具備智能識別施工機械、人員聚集等行為及其他不安全因素的全天候智能視頻監(jiān)控設(shè)備，實現(xiàn)異常情況實時報警提示。

（2）優(yōu)化人工巡檢模式。加強管道巡線數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、圖形化管理，建設(shè)并優(yōu)化衛(wèi)星定位巡檢系統(tǒng)，配備智能手持衛(wèi)星定位設(shè)備。巡檢系統(tǒng)要具備通過電子地圖查看人工巡檢實時軌跡、自動分析巡檢效果、實時上傳顯示隱患信息等功能，提高管道巡檢效率，科學(xué)分配巡檢資源。

（3）開展無人機巡線。配置搭載高清圖像采集及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，定期對特殊及路由受阻管道開展飛行巡檢、泄漏檢測和航拍。配置搭載夜間紅外成像儀、激光光譜檢測儀、氣體激光探測器等設(shè)備，準確識別管線周邊自然環(huán)境改變、新增建（構(gòu)）筑物占壓和深根植物、第三方施工作業(yè)和管道標識缺失損壞等異常情況并進行報警提示。

2.4  完善智能監(jiān)控系統(tǒng)

（1）增加陰保遠程監(jiān)控系統(tǒng)。在重點管段和關(guān)鍵位置安裝智能陰保測試樁，利用無線網(wǎng)絡(luò)信號將釆集的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）。實現(xiàn)陰保數(shù)據(jù)自動釆集、實時監(jiān)測與遠程控制功能，并與管道內(nèi)、外檢測等多種數(shù)據(jù)進行綜合比對，分析發(fā)現(xiàn)潛在腐蝕風(fēng)險，為管道完整性管理提供精準、可靠的腐蝕防護數(shù)據(jù)。

（2）配置地面沉降監(jiān)測系統(tǒng)。在管道穿越塌陷區(qū)、釆空區(qū)、滑坡和橫坡等區(qū)域，安裝地表形變監(jiān)測和管道本體應(yīng)變監(jiān)測裝置，實時釆集地下水位、地表形變與管道應(yīng)力應(yīng)變等參數(shù)，達到實時預(yù)警的目的。對穿越公路、鐵路、隧道等特殊管段配置地面沉降監(jiān)測系統(tǒng)，實時預(yù)警監(jiān)控。

（3）建設(shè)分布式光纖傳感監(jiān)測平臺。在具備敷設(shè)同溝通信光纜條件的管道上安裝分布式光纖傳感系統(tǒng)，利用通信光纜中的冗余光纖作為傳感器，檢測獲取管道附近土壤振動信號，及時識別、精準定位管道沿線重車碾壓、第三方施工、打孔盜油等破壞事件；通過應(yīng)變傳感光纜檢測溫度場信號，在線監(jiān)測并定位管道介質(zhì)泄漏事件，實現(xiàn)管道保護預(yù)警的長距離實時監(jiān)測。

3  完善體制機制

（1）加強政府組織領(lǐng)導(dǎo)。管道沿線政府應(yīng)鼓勵支持管道企業(yè)開展智慧管道建設(shè)，管道保護主管部門要幫助管道企業(yè)解決智慧管道建設(shè)中遇到的困難和問題，開展油氣管道智能化標準體系建設(shè)工作，研究制定油氣管道智能化建設(shè)、評價、驗收等規(guī)則。

（2）落實企業(yè)主體責(zé)任。建立健全管道智能化運行維護責(zé)任制度和管理制度，建立管道智能化科技投入保障機制，明確智能化發(fā)展目標，制定推進計劃和資金計劃，確保管道智能化建設(shè)工作落實到位。

（3）開展產(chǎn)學(xué)研用合作。企業(yè)要聯(lián)合科研院所、行業(yè)組織等主編或參編管道智能化標準規(guī)范，向全社會發(fā)布技術(shù)榜單，實現(xiàn)重點難點技術(shù)突破。管道企業(yè)應(yīng)積極與智能制造企業(yè)、大數(shù)據(jù)專業(yè)服務(wù)商、科研機構(gòu)、大專院校合作，開展跨地區(qū)、跨行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新攻關(guān)。

作者簡介：陳玉亮，國家管網(wǎng)集團西氣東輸公司蘇浙滬輸氣分公司管道科科長。聯(lián)系方式：13451863617，362867931@qq.com。