劉冬羊

國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)東北公司哈爾濱輸油氣分公司

摘要：隨著管道科技的不斷進(jìn)步，智能化技防措施越來(lái)越多應(yīng)用在管道巡護(hù)中。本文以中俄東線天然氣管道為例，總結(jié)了智能化巡護(hù)中技防措施的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)、局限性及未來(lái)優(yōu)化方向，對(duì)比分析了與傳統(tǒng)管道巡護(hù)管理方式的關(guān)系，為管道保護(hù)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：管道巡護(hù)；智能化技防；應(yīng)用策略；傳統(tǒng)管理

隨著光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)、機(jī)器人（狗）等智能化巡護(hù)技防措施的普遍應(yīng)用，結(jié)合陰極保護(hù)智能測(cè)試、內(nèi)外檢測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)等智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，管道管理工作正逐步向智慧化方向發(fā)展。隨之而來(lái)的，關(guān)于技防措施與傳統(tǒng)管理方式之間的差異性、互補(bǔ)性、替代性等成為值得思考的問(wèn)題。本文通過(guò)總結(jié)技防措施在中俄東線天然氣管道巡護(hù)中的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)比分析智能化巡護(hù)技防措施應(yīng)用與傳統(tǒng)巡護(hù)方式之間的關(guān)系。

1  技防措施的優(yōu)勢(shì)和不足

（1）光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高精度的入侵檢測(cè)、故障定位和災(zāi)害預(yù)警，隨著技術(shù)迭代升級(jí)，哈爾濱分公司所轄中俄東線天然氣管道于2020年8月在國(guó)內(nèi)首次長(zhǎng)距離、大規(guī)模應(yīng)用第三代光纖振動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)近5年大量應(yīng)用數(shù)據(jù)積累與系統(tǒng)優(yōu)化，2024年度共產(chǎn)生各類報(bào)警778條，準(zhǔn)確率已達(dá)到98%以上。針對(duì)春耕及汛期對(duì)管道交叉處進(jìn)行報(bào)警閾值優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)第三方施工的有效預(yù)控。

（2）視頻監(jiān)控系統(tǒng)。截至2024年底，共通過(guò)光纜+4G傳輸方式在沿線設(shè)置131處視頻監(jiān)控，平均每6.72公里設(shè)置1處，通過(guò)算法設(shè)置+智能分析，有效識(shí)別機(jī)械施工、秸稈焚燒、管道上方無(wú)關(guān)人員車輛聚集及其他線路異常事件。受部分地段信號(hào)影響，經(jīng)常出現(xiàn)取流失敗的問(wèn)題，此外受太陽(yáng)能供電方式影響，在冬季降雪后，需要及時(shí)組織人員對(duì)太陽(yáng)能基板進(jìn)行清理維護(hù)。

（3）無(wú)人機(jī)巡檢。以專業(yè)巡護(hù)+自主巡護(hù)為主。汛期及敏感時(shí)段進(jìn)行長(zhǎng)距離專業(yè)巡護(hù)，對(duì)沿線地災(zāi)水毀、第三方施工進(jìn)行排查識(shí)別與地形地貌影像資料收集比對(duì)。針對(duì)汛期或冬季進(jìn)場(chǎng)困難地段，使用配發(fā)的小型無(wú)人機(jī)開(kāi)展短距離自主飛行，查看管道上方狀況，有效彌補(bǔ)了惡劣環(huán)境下傳統(tǒng)人工巡護(hù)短板。但受冬季低溫影響，無(wú)人機(jī)電池續(xù)航能力有限，采用無(wú)人機(jī)機(jī)巢方式受閥室供電形式制約影響較大。

（4）機(jī)器人（狗）。適用于近距離高清拍攝、氣體檢測(cè)、狹窄空間（隧道、管廊）巡檢。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，在冬季積雪較厚的區(qū)域，機(jī)器人（狗）的地形適應(yīng)性較差。

2  技防措施替代傳統(tǒng)巡護(hù)分析

（1）可以完全替代的工作。針對(duì)管道巡護(hù)及智能陰保設(shè)備巡查等日常性、周期性重復(fù)工作，通過(guò)設(shè)置固定巡護(hù)路線、巡檢關(guān)鍵點(diǎn)，同時(shí)與現(xiàn)有的智能陰保系統(tǒng)遠(yuǎn)程采集上報(bào)功能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)解放基層人員勞動(dòng)力，達(dá)到降低工作強(qiáng)度的目的。

針對(duì)天然氣管道泄漏后的高風(fēng)險(xiǎn)管段，可以采用防爆型小型無(wú)人機(jī)+機(jī)械狗形式對(duì)管段泄漏點(diǎn)及周邊情況進(jìn)行排查，可以降低人員面臨的爆炸風(fēng)險(xiǎn)。在開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害排查時(shí)，針對(duì)進(jìn)場(chǎng)困難或落差較大的山區(qū)丘陵段，可以采用小型無(wú)人機(jī)+機(jī)械狗形式對(duì)地災(zāi)點(diǎn)地形地貌廣景、現(xiàn)場(chǎng)地災(zāi)實(shí)情進(jìn)行排查，降低人員涉水墜落等人身風(fēng)險(xiǎn)。

無(wú)人機(jī)巡護(hù)較傳統(tǒng)車巡具備連續(xù)性、長(zhǎng)距離的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)設(shè)置固定巡護(hù)路線和巡檢關(guān)鍵點(diǎn)，實(shí)行中長(zhǎng)距離自動(dòng)巡航巡護(hù)。中俄東線光纖預(yù)警系統(tǒng)的全線應(yīng)用解決了傳統(tǒng)管道巡護(hù)中存在真空期問(wèn)題，有效彌補(bǔ)了在非巡護(hù)時(shí)間段內(nèi)管道第三方施工、占?jí)旱犬惓�狀態(tài)的信息獲取，給違建占?jí)�、第三方施工等異常狀態(tài)的處置留出了寶貴時(shí)間。

（2）需要技防與人工協(xié)同的工作。管道光纖振動(dòng)預(yù)警時(shí)，需要組織人員前往現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)處置；智能陰保設(shè)備采集數(shù)據(jù)顯示陰保狀態(tài)異常時(shí)，需要人員前往現(xiàn)場(chǎng)對(duì)管道腐蝕狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)分析；監(jiān)控系統(tǒng)故障狀態(tài)下，需要人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修處理；管道發(fā)生突發(fā)事件需要人員前往現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急響應(yīng)與處置。通過(guò)技防手段識(shí)別排查出管道及附屬設(shè)施異常時(shí)，需要人工配合處置。

（3）技防措施難以取代的工作。管道發(fā)生天然氣泄漏、漂管露管等突發(fā)事件時(shí)，雖然可以通過(guò)技防措施進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)及周邊情況信息收集，但由于突發(fā)事件屬于非結(jié)構(gòu)化場(chǎng)景，現(xiàn)場(chǎng)指揮人員需要結(jié)合實(shí)際情況靈活處置。第三方施工信息收集、精準(zhǔn)入戶宣傳、三樁看護(hù)費(fèi)發(fā)放、第三方施工處置等工作中，需要人員結(jié)合實(shí)際制程文件要求與管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷處理，技防措施無(wú)法完全取代傳統(tǒng)人工管理。

3  綜合應(yīng)用策略

建立技防措施與傳統(tǒng)巡護(hù)管理手段三層防控體系。第一層在廣域范圍內(nèi)，通過(guò)光纖振動(dòng)系統(tǒng)+無(wú)人機(jī)定期巡查全覆蓋，實(shí)現(xiàn)日常性巡護(hù)，解放人力；第二層瞄準(zhǔn)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，通過(guò)視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)+定點(diǎn)巡檢機(jī)器人（狗）相結(jié)合，對(duì)管道高后果區(qū)、高風(fēng)險(xiǎn)段進(jìn)行重點(diǎn)巡檢；第三層為精準(zhǔn)層，通過(guò)人工對(duì)技防設(shè)施識(shí)別排查出的報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核確認(rèn)，并結(jié)合定期開(kāi)展的管道內(nèi)檢測(cè)與地質(zhì)災(zāi)害排查工作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

基于搭建大數(shù)據(jù)平臺(tái)，融合AI技術(shù)與管道應(yīng)用場(chǎng)景，整合無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星遙感、光纖預(yù)警、視頻監(jiān)控、AI識(shí)別、地災(zāi)監(jiān)測(cè)等多種技術(shù)手段，可實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的全方位、全天候監(jiān)控。

隨著先進(jìn)的技防措施得到充分應(yīng)用后，原本需要人工開(kāi)展的重復(fù)性、日常性線路巡護(hù)工作被取代，如原有的管道保護(hù)工所承擔(dān)的日常巡護(hù)管理及數(shù)據(jù)采集工作將轉(zhuǎn)換為各類數(shù)據(jù)平臺(tái)（監(jiān)控平臺(tái)）告警處理、報(bào)告生成等工作；各作業(yè)區(qū)管道工程師工作職責(zé)更多傾向于技防設(shè)施設(shè)備的維護(hù)、數(shù)據(jù)分析、算法優(yōu)化以及組織管道保護(hù)工開(kāi)展宣傳走訪、第三方施工協(xié)調(diào)處置等技防無(wú)法替代的非結(jié)構(gòu)化場(chǎng)景工作。此外還應(yīng)在沿線通過(guò)設(shè)置管道保護(hù)站（點(diǎn)）、信息員形式，用于復(fù)核和處理光纖預(yù)警、視頻監(jiān)控等工作。新形勢(shì)下，傳統(tǒng)管理團(tuán)隊(duì)人員數(shù)量可減少30%-50%，更多人員將投入各類技防設(shè)備設(shè)施聯(lián)動(dòng)調(diào)試、應(yīng)用維護(hù)等工作，保證所投用的技防措施成熟穩(wěn)定發(fā)揮作用�，F(xiàn)有勞動(dòng)組織結(jié)構(gòu)需要調(diào)整。

4  技防措施大規(guī)模應(yīng)用限制條件

（1）現(xiàn)有技防設(shè)施需更新。中俄東線現(xiàn)有技防設(shè)施大部分于2020年左右投用，隨著管道科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，部分設(shè)施迭代日新月異，需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造。

（2）技防設(shè)施建設(shè)及后期維護(hù)成本高。目前市面上較為先進(jìn)的技防設(shè)施前期投入成本較大，且產(chǎn)品更新快，技術(shù)門檻高，作業(yè)區(qū)管理人員僅能進(jìn)行基礎(chǔ)維修維護(hù)，無(wú)法掌握核心技術(shù)，涉及系統(tǒng)優(yōu)化、版本更新及重要部件仍需要原廠家維護(hù)檢修，后期運(yùn)行維護(hù)成本高。

（3）技防設(shè)施穩(wěn)定性需解決。東北地區(qū)冬季氣溫低，特別是中俄東線所在的黑龍江部分地區(qū)冬季最低氣溫可達(dá)零下40攝氏度，目前大部分設(shè)置在極寒低溫條件下的設(shè)備故障率顯著上升，其穩(wěn)定性有待提高。

（4）基層人員能力水平有待提高。目前部分基層人員還普遍存在老思想、老想法，個(gè)別人員片面認(rèn)為管道管理就是管巡護(hù)、跑線路，對(duì)腐蝕防護(hù)、地災(zāi)監(jiān)測(cè)等前置管理不夠重視，主動(dòng)學(xué)習(xí)能力仍較弱，新技術(shù)接受困難，技防設(shè)施運(yùn)用率不夠充分。

5  結(jié)語(yǔ)

未來(lái)應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念，摒棄陳舊管理理念，積極主動(dòng)學(xué)習(xí)管道行業(yè)前沿技術(shù)應(yīng)用，組織人員細(xì)化完善管道基礎(chǔ)信息電子檔案，建立健全基礎(chǔ)臺(tái)賬和數(shù)字資料，深挖數(shù)據(jù)價(jià)值，為后續(xù)技防措施深入應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。結(jié)合專班互查、專班互助等活動(dòng)，提高全體人員管道技術(shù)技能水平，為實(shí)現(xiàn)中俄東線智慧化管理奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

作者簡(jiǎn)介：劉冬羊，1991年生，大學(xué)本科，工程師，現(xiàn)任國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)東北公司哈爾濱輸油氣分公司明水作業(yè)區(qū)黨支部書(shū)記、副主任，主要從事管道管理工作。聯(lián)系方式：19904610077， 545544431@qq.com。