謝成

國家管網(wǎng)集團華南公司管道部

摘要：針對油氣長輸管道周邊人員密集型高后果區(qū)里程逐年增加，地鐵雜散電流干擾、第三方施工破壞、地質(zhì)災(zāi)害等多重風(fēng)險，開展管道定期檢驗、穿越城區(qū)段缺陷修復(fù)、多元數(shù)據(jù)對齊和“天空地”一體化管理，提升管道本質(zhì)安全，消減內(nèi)外部風(fēng)險。分析了高后果區(qū)管理存在的技術(shù)瓶頸，提出了改進的方向和對策。

關(guān)鍵詞：高后果區(qū)；穿越城區(qū)；缺陷修復(fù)；數(shù)據(jù)對齊；“天空地”一體化；風(fēng)險防控

華南公司目前管轄廣東、廣西、貴州、云南、四川、重慶等6省市6000余公里成品油管道，2023年識別高后果區(qū)1163處、高后果區(qū)里程約1358公里，占比約22%，其中廣東地區(qū)高后果區(qū)總數(shù)540處、里程792公里，占比約43%，均明顯高于西南其他省市（圖 1）；此外，廣東深圳、廣州、東莞、佛山、中山、珠海、江門、貴州黔南州、貴陽等地區(qū)部分管道穿越城區(qū)，管道周邊密集分布大型住宅社區(qū)、寫字樓等人員密集場所（圖 2），高后果區(qū)風(fēng)險管控難度大。

圖 1 華南公司2023年各省市高后果區(qū)里程及占比

圖 2 管道周邊的住宅社區(qū)、寫字樓等人員密集場所

為了切實保障管道安全和公共安全，按照國家管網(wǎng)集團關(guān)于穿越城區(qū)段管道綜合治理的部署，綜合運用檢測評價、智能識別監(jiān)控、光纖震動預(yù)警等多種技術(shù)手段，消減高后果區(qū)管段內(nèi)外部風(fēng)險，牢牢守住不發(fā)生泄漏的底線。

1  全面開展定期檢驗  及時修復(fù)管體缺陷

管道本體檢測評價及缺陷修復(fù)管理是高后果區(qū)管理的重中之重。公司所轄成品油管道除個別因未投產(chǎn)僅開展1次內(nèi)檢測之外，其他均完成第二輪內(nèi)檢測（其中深圳高風(fēng)險管道已完成第三輪內(nèi)檢測），同步完成外檢測及合于使用評價工作。

公司近三年已修復(fù)96處位于高后果區(qū)的管道本體缺陷。如修復(fù)珠三角成品油管道坪山-媽灣處深度為85%WT的金屬損失；修復(fù)珠三角成品油管道8處位置較為集中的金屬損失（管道途經(jīng)廣東某職業(yè)技術(shù)學(xué)院），金屬損失深度最大為41%；修復(fù)西南成品油管道貴陽—安順重度環(huán)焊縫缺陷（管道穿越貴陽某濕地公園）；修復(fù)西南成品油管道都勻—貴陽深度為42.4%的金屬損失（管道途經(jīng)某人群密集社區(qū)）。按照國家管網(wǎng)集團部署，為有效抑制地鐵、高壓輸電線路雜散電流干擾，公司先后在珠三角成品油管道坪山—媽灣段增設(shè)6座陰保站、安裝23處共計約4.6公里極性排流設(shè)施和21個ER腐蝕探頭，更新改造100根智能陰保樁，在西南成品油管道廣南—硯山的高后果區(qū)段增加了12處雜散電流排流設(shè)施，有效減緩了管道沿線雜散電流干擾問題。

2  全面夯實數(shù)據(jù)基礎(chǔ)  及時開展數(shù)據(jù)對齊

通過開展“管道大摸底、隱患大排查、管理大提升”活動，全面完成內(nèi)外檢測、地災(zāi)排查、高后果區(qū)再識別等“體檢”，匯編成公司管道管理數(shù)據(jù)手冊、水系圖和事故案例集。完成了高后果區(qū)重點風(fēng)險因素梳理，開展了以樁號/里程為基準(zhǔn)的管道內(nèi)外部重點風(fēng)險對齊和管道綜合風(fēng)險分析與評價。根據(jù)數(shù)據(jù)對齊和風(fēng)險評價結(jié)果，制作11項重點業(yè)務(wù)管理看板，采取“掛圖作戰(zhàn)”一表式推進問題整改。以坪山—媽灣為例，通過內(nèi)外檢測雜散電流干擾、地質(zhì)災(zāi)害、管道焊接/施工有關(guān)因素（管道底片）、管道第三方施工（機械損傷）等數(shù)據(jù)對齊（圖 3），識別出該段管道高后果區(qū)較突出的風(fēng)險為與焊接施工有關(guān)因素和雜散電流干擾因素。完成了高后果區(qū)范圍高失效可能性的23處環(huán)焊縫缺陷修復(fù)，對雜散電流干擾進行了治理。針對處于高后果區(qū)的中等失效風(fēng)險，制定三年分級治理策略，逐年推行風(fēng)險降級。同時，根據(jù)對齊結(jié)果，加強高后果區(qū)重點風(fēng)險的感知與預(yù)警，彌補人工巡檢時效性和可靠性不足的問題。在高后果區(qū)中等失效可能的某閥室安裝部署無人機機庫，日�？蛇M行以閥室為中心點的4條線路巡檢，全面覆蓋9.7 km的重點高后果區(qū)，常態(tài)化全天候開展16架次/天的巡檢工作，對第三方施工作業(yè)、地質(zhì)災(zāi)害等異常目標(biāo)實時識別和預(yù)警。

圖 3 數(shù)據(jù)對齊效果圖

3 “天空地”一體化管理  提升風(fēng)險感知能力

外部風(fēng)險是管道企業(yè)面臨的最大風(fēng)險。為提升高后果區(qū)段第三方損壞風(fēng)險主動感知和防控能力，公司探索“天空地”一體化管理。以西南成品油管道江津-永川段為試點，在江津-永川增設(shè)一套智能無人機機庫、一套光纖振動預(yù)警主機，在第三方施工多發(fā)易發(fā)段增設(shè)全天候AI視頻監(jiān)控設(shè)備，利用DInSAR技術(shù)采集并對比分析管道中心線兩側(cè)各2.5 km范圍衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)。利用天基系統(tǒng)（衛(wèi)星影像）監(jiān)測江津—永川管線及兩側(cè)2.5 km形變情況，提出需要重點關(guān)注的管段3處；利用空基系統(tǒng)（無人機）發(fā)現(xiàn)10處地表環(huán)境變化，經(jīng)核實施工6處、構(gòu)筑體新增3處、構(gòu)筑體拆除1處；利用地基（AI視頻+光纖預(yù)警）識別預(yù)警施工機械、人員21次，光纖振動預(yù)警信息191條，日均報警從4次降至1.25次。此外，完成高后果區(qū)段423套固定監(jiān)控攝像頭自動識別改造工作，具備識別特定施工機械、人員并推送預(yù)警信息的能力。

根據(jù)試點經(jīng)驗，公司總結(jié)形成了“風(fēng)險管控技術(shù)矩陣表”，聚焦管道18類風(fēng)險，編制“天空地防護巡一體化技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)”，規(guī)定了各項技術(shù)應(yīng)用的適用場景、技術(shù)要求和管理要求。

4  開展實用性技術(shù)研究  提升防范風(fēng)險能力

重點突破天空地防護巡一體化感知識別精準(zhǔn)度不高、實時響應(yīng)不及時、無法聯(lián)動等瓶頸，開展圖像識別算法等研究，無人機對施工作業(yè)行為識別準(zhǔn)確率已從80%提升至90%。開發(fā)光纜運維管理系統(tǒng)，打通與IMS系統(tǒng)、光纜運維系統(tǒng)、第三方視頻監(jiān)控、無人機巡檢平臺間的通道，實現(xiàn)與管道光纜預(yù)警的聯(lián)動響應(yīng)。精準(zhǔn)定位隱患位置，與人工聯(lián)動進行隱患閉環(huán)處置。

對地鐵雜散電流干擾治理進行重點攻關(guān)，創(chuàng)新開發(fā)管道應(yīng)力腐蝕、氫致開裂監(jiān)檢測技術(shù)，探明了管道在地鐵雜散電流影響下管道可能發(fā)生的應(yīng)力腐蝕、氫致開裂風(fēng)險，建立了監(jiān)檢測技術(shù)和綜合治理技術(shù)體系，將管道陰極保護有效性提升至100%。在地災(zāi)綜合監(jiān)測和判識方面創(chuàng)新開發(fā)“簡單棒”等地災(zāi)監(jiān)測技術(shù)，實現(xiàn)對滑坡、崩塌等7類15種危害因素的監(jiān)測，努力做到見事早、行動快，以超前準(zhǔn)備應(yīng)對各種“意想不到”。

5  面臨的問題和對策

（1）高后果區(qū)早期安裝的固定攝像頭不具備自動識別功能，存在“看得到”但“看不懂”或“看不準(zhǔn)”的問題。對于路過或靜止不動的施工機械發(fā)布無效報警信息的問題仍然比較突出。

（2）兩輪內(nèi)檢測及內(nèi)外檢測數(shù)據(jù)對齊工作仍處在起步階段，對于管道本體缺陷發(fā)展變化規(guī)律的分析還不夠系統(tǒng)深入。

（3）目前僅在局部管段試點應(yīng)用“天空地”一體化管理模式，其他管段仍未部署光纖震動預(yù)警等設(shè)備設(shè)施，主動感知預(yù)警管道外部干擾的技術(shù)手段仍然不足。

針對上述問題要采取以下措施。

一是繼續(xù)深入開展高后果區(qū)視頻監(jiān)控基于人工智能的視覺技術(shù)分級預(yù)警研究應(yīng)用，使用已采集和預(yù)處理的數(shù)據(jù)，構(gòu)建用于圖像識別、目標(biāo)檢測與跟蹤等任務(wù)的機器學(xué)習(xí)模型，不斷優(yōu)化預(yù)警算法，提升精準(zhǔn)識別施工作業(yè)行為的能力。

二是加快推進穿越城區(qū)段管道及Ⅲ級環(huán)境敏感型高后果區(qū)數(shù)據(jù)對齊。結(jié)合最新一輪的內(nèi)外檢測數(shù)據(jù)，優(yōu)先開展以內(nèi)檢測環(huán)焊縫編號為基準(zhǔn)的內(nèi)檢測數(shù)據(jù)對齊工作，及管體外部金屬損失明顯增加管段的內(nèi)外檢測數(shù)據(jù)對齊工作，保證重點管段率先實現(xiàn)“底數(shù)清、情況明、做到位、質(zhì)量優(yōu)”。

三是在穿越城區(qū)段管道較為集中的廣州、深圳、中山、東莞等地區(qū)加快部署光纖震動預(yù)警等設(shè)備，積極推廣“天空地”一體化管理模式，全力提升高后果區(qū)管道外部風(fēng)險主動感知及預(yù)防預(yù)控能力。

作者簡介：謝成，1980年生，高級工程師，現(xiàn)任華南公司管道部經(jīng)理，遼寧石油化工大學(xué)自動化專業(yè)，長期從事成品油管道運行及安全保護管理。聯(lián)系方式：13533075570，xiecheng@pipechina.com.cn。