方迎潮 梁棟 吳東容 席國仕 劉小暉

國家管網集團西南管道公司

背景

西南管道公司所轄管道超過10000 km，主要分布于川渝滇黔桂等地，其中70%是山地管道，地質災害風險突出，加上外載荷、環焊縫質量和高后果區風險疊加，給管道安全運營帶來極大挑戰。為增強管道安全生產的感知、監測、預警、處置和評估能力，解決山地管道管理難題，建設了集信息化、智能化和可視化為一體的管道地質災害監測與預警平臺，被列入工業和信息化部、應急管理部《“工業互聯網+安全生產”行動計劃（2021―2023年）》試點應用場景。平臺建設項目獲省部級科技進步二等獎1項，形成公司企業標準2項，出版專著1套。

功能

（1）平臺架構。平臺基于HTML5技術，采用B/S架構模式，主要由感知層、網絡層、應用層三部分組成（圖 1），實現數據采集、傳輸、存儲、分析與展示（圖 2）。

圖 1 地質災害監測與預警平臺架構

圖 2 地質災害監測與預警平臺界面示例

（2）平臺功能。包括地圖展示、實時監測、歷史數據、預警預報、報表管理、系統管理等功能模塊，實現管道地災的實時監測與管理。同步研發手機版“地質災害監測預警APP”，具有監測數據瀏覽、預警信息查看、現場信息反饋上報等功能，實現“現場+后臺”的互動。

（3）技術特點。采用3sigma算法實現異常值消除和過濾；利用最小二乘支持向量積實現缺失值的填補；結合實際情況構建了每個監測點獨有的自學習、自修正的閾值模型；根據監測的歷史數據，利用長短時間記憶網絡分析預測災害未來一周的發展變化趨勢。針對不同災害類型和危害方式，初步構建了災害體形、管道本體、外部影響因素等的三維預警判別矩陣模型，實現管道地質災害綜合預警。

（4）管理措施。制定監測與預警平臺管理辦法，統一管理、分級負責，實現集中監視與屬地巡檢的結合。根據不同的預警級別設立紅黃藍三色預警體系并推薦處置措施。建立預警生成、信息確認、信息發布、處置反饋、預警關閉一套完整閉環流程。

編制相關技術標準規范，為工程建設提供依據，確保監測設備選型的合理性、監測點位的科學性、監測工程的有效性。

（5）應用效果。平臺已在中緬、中貴、蘭成渝、蘭成等9條油氣管線上載185個監測點，包括滑坡、水毀、采空區、堆土區、高后果區、跨越、隧道、焊縫等風險類型。布設998臺多類型智能感知監測設備，包括地表位移計、河道下切監測儀、雨量計、應力應變計等設備類型。日均監測數據達3萬條，監測數據總量超過3千萬條。

平臺先后發布預警500余次，成功預警中緬線K321滑坡、中貴線K466+500 m滑坡、中貴線K1294+979 m滑坡等多處風險，均通過及時采取應急措施，消除了安全隱患，避免了事故發生。監測的河道下切數據為馬元河、瑞麗江等管道大開挖穿越河流段治理提供了數據支撐，輔助管理部門決策。

啟示

（1）地質災害監測與預警平臺實現了從靜態分析向動態感知、事后應急向事前預防、單點防控向全局聯防的質的轉變。

（2）由于地災風險點數量多類型復雜，發育處于動態變化中，需要增設現場監測點，以不斷完善監測網絡，實現沿線地災的全面管控。

（3）需要持續實踐和技術迭代升級，提升監測數據分析處理技術，優化預警模型，將專業人員多學科綜合判斷經驗轉化為知識庫，形成專家系統。

作者簡介：方迎潮，西南管道公司技術中心工程師，主要從事管道地質災害防護方向的科研與技術服務工作。聯系方式：028-62721630，1176988203@qq.com。