戴榮榮

百世通（浙江）安全科技有限公司

背景

近年來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)天然氣管網(wǎng)因腐蝕穿孔、第三方施工損壞造成的管道泄漏時(shí)有發(fā)生，甚至引發(fā)爆炸導(dǎo)致大量人員傷亡。為遏制城燃管道連年不斷的事故，2018年住建部開(kāi)始推行城市生命線工程，通過(guò)在市政燃?xì)夤芫W(wǎng)的閥井中安裝點(diǎn)式甲烷傳感器，監(jiān)測(cè)天然氣管道泄漏。但這一方法存在較大的局限性，不能有效監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)離閥井的燃?xì)夤艿赖男孤�，更不能監(jiān)測(cè)預(yù)警第三方施工損壞管道的行為。為了解決城市燃?xì)夤芫W(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警難題，百世通（浙江）安全科技有限公司實(shí)施了“城市燃?xì)夤芫W(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警及應(yīng)急處置試驗(yàn)項(xiàng)目”并取得初步成功。

做法

百世通（浙江）安全科技有限公司在杭州市富陽(yáng)區(qū)開(kāi)展了試驗(yàn)項(xiàng)目，在“非開(kāi)挖、不打孔”的前提下，在1730 m直徑為315 mm、壓力0.4 Mpa的既有PE天然氣管道內(nèi)連續(xù)敷設(shè)分布式光纖傳感器，其中首閥門(mén)井和中間閥門(mén)井的距離為1040 m，解調(diào)儀安裝于附近的中國(guó)聯(lián)通機(jī)房。項(xiàng)目鑒定驗(yàn)收會(huì)上，專(zhuān)家們通過(guò)“城市天然氣管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警及應(yīng)急處置一體化云平臺(tái)”手機(jī)APP（圖 1），驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行電鎬施工、挖掘機(jī)啟動(dòng)、行駛、拍打地面、開(kāi)挖地面以及模擬天然氣泄漏等真實(shí)場(chǎng)景的測(cè)試，各種動(dòng)作和手機(jī)屏幕上顯示的預(yù)警及報(bào)警信息完全同步并高度對(duì)應(yīng)。

圖 1 風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警及應(yīng)急處置一體化平臺(tái)

該一體化平臺(tái)主要由核心感知層、數(shù)據(jù)處理層、應(yīng)用層、展示層組成（圖 2），具備從接收預(yù)警→隱患確認(rèn)→視頻會(huì)議→應(yīng)急預(yù)案→工單下發(fā)→定位導(dǎo)航→監(jiān)督執(zhí)行→完工驗(yàn)收→報(bào)警復(fù)位等能力，讓風(fēng)險(xiǎn)管理形成閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)“主動(dòng)管理、防災(zāi)減災(zāi)”的效果。

圖 2 風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警及應(yīng)急處置一體化平臺(tái)架構(gòu)圖

核心感知層：在管道內(nèi)植入光纖傳感器，在機(jī)房安裝調(diào)試解調(diào)計(jì)算終端設(shè)備。通過(guò)分布式光纖傳感器采集管道的實(shí)時(shí)安全健康狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過(guò)同一根分布式光纖傳感器將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到邊緣計(jì)算設(shè)備，由邊緣設(shè)備完成初步數(shù)據(jù)采集和處理。

數(shù)據(jù)處理層：借助運(yùn)營(yíng)商的光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全光系統(tǒng)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)狀態(tài)、參數(shù)、故障等數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和遠(yuǎn)程控制。以數(shù)據(jù)中臺(tái)云計(jì)算為核心，將初步數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和處理。利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)建模和信號(hào)特征的模式識(shí)別，并結(jié)合既有數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)合判斷，將處理結(jié)果通過(guò)web等方式提供給WEB端（PC、平板、手機(jī)）應(yīng)用和展示。

應(yīng)用層：按照項(xiàng)目業(yè)主的需求，實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤艿佬孤┍O(jiān)測(cè)、爆管及第三方施工損壞預(yù)警、井蓋狀態(tài)監(jiān)測(cè)、閥門(mén)遠(yuǎn)程控制等智能化功能應(yīng)用。

展示層：將處理結(jié)果通過(guò)web等方式提供給WEB端（PC、平板、手機(jī)）進(jìn)行展示和共享。

啟示

針對(duì)分布式光纖傳感技術(shù)在城市燃?xì)夤艿缿?yīng)用所遇到的難點(diǎn)和痛點(diǎn)問(wèn)題，百世通（浙江）安全科技有限公司在“非開(kāi)挖、不打孔”的前提下，利用空氣動(dòng)力學(xué)原理，在超過(guò)1000 m長(zhǎng)的埋地PE燃?xì)夤艿纼?nèi)連續(xù)敷設(shè)分布式光纖傳感器。試驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果表明，該方式可以有效監(jiān)測(cè)管道附近的各種施工活動(dòng)、管道和閥井氣體泄漏、地質(zhì)沉降等安全隱患，防止事故發(fā)生，從而保障城市安全。施工中還避免了城市道路“開(kāi)膛破肚”，借助本監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)可以節(jié)省大量的巡檢人員，降低人力成本，同時(shí)光纖傳感系統(tǒng)還可適用于打造智慧城市的安全數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)鬃�。在該試�?yàn)項(xiàng)目的驗(yàn)收會(huì)上，專(zhuān)家委員會(huì)一致認(rèn)為，這一創(chuàng)新技術(shù)從根本上解決了存量埋地燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警難題，經(jīng)過(guò)信息檢索和專(zhuān)家委員會(huì)的論證，證實(shí)項(xiàng)目總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，已初步具備在城市燃?xì)庑袠I(yè)推廣的條件。

作者簡(jiǎn)介：戴榮榮，1984年生，本科，職務(wù)：百世通（浙江）安全科技有限公司副總經(jīng)理，主要從事光纖傳感工程化應(yīng)用技術(shù)、城市基礎(chǔ)設(shè)施生命線風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)的研究工作。聯(lián)系方式：13911452845，dairr@bstzjtek.com。