侯明欣 陳良

中國石油西氣東輸管道公司鄭州管理處

西氣東輸公司運營的管道總里程已超過12 000公里，途經(jīng)16個省(市、區(qū))和香港特別行政區(qū)，所經(jīng)區(qū)域覆蓋了我國西北東部、中原、華東、華中、華南等地，沿線地形地貌復(fù)雜多樣，自然和社會環(huán)境各不相同，地質(zhì)災(zāi)害、第三方施工等威脅管道安全的風(fēng)險時有發(fā)生，加之經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城鎮(zhèn)化進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)，管道沿線高后果區(qū)數(shù)量、管段長度等不斷變化，管道保護(hù)工作任務(wù)繁重，責(zé)任重大。

管道日常巡檢能夠有效發(fā)現(xiàn)管道周邊第三方施工、違法占壓等風(fēng)險，收集管道周邊相關(guān)信息，為管道完整性管理的高后果區(qū)識別、風(fēng)險評價、完整性評價、維修與維護(hù)等工作提供有效的數(shù)據(jù)支撐，是目前管道保護(hù)最主要、最基礎(chǔ)的手段。近年來，公司實施了GPS移動巡檢系統(tǒng)，巡檢工作得以有效提升，但依然存在一些需要解決完善的問題。

1 現(xiàn)有管道巡護(hù)模式存在的不足

（1）難以做到晝夜全覆蓋。日常巡護(hù)主要在白天，與正常施工時間相吻合，但對夜間時段的偶然性事件難以及時發(fā)現(xiàn)。

（2）巡護(hù)的間隔時間較長。日常只能實現(xiàn)在管道上的一過性巡視，對同一巡視點、巡視間隔期間的作業(yè)行為難以有效監(jiān)控，特別一些惡意作業(yè)行為會盡量避開巡視人員進(jìn)行作業(yè)。

（3）施工點難以有效管控。管道保護(hù)人員難以全天候守在每個施工點，很難完全掌握現(xiàn)場施工情況。如公司今年3月9日斷纜事故恰好發(fā)生在受控施工點。

2 管道保護(hù)新技術(shù)優(yōu)缺點分析

針對現(xiàn)有管道巡護(hù)模式的不足，目前光纖預(yù)警、視頻監(jiān)控、智能視頻識別、無人機(jī)、光感柵欄等新興技術(shù)可以較好地解決存在的問題。

2.1 光纖預(yù)警系統(tǒng)

光纖預(yù)警系統(tǒng)是以管道伴行光纜作為傳感、傳輸?shù)木C合探測介質(zhì)，通過對管道周邊速度、加速度、振動幅度、振動頻率、聲場等物理量的探測，實時監(jiān)測管道沿線異動情況，在第三方入侵破壞事件發(fā)生前進(jìn)行“事前”預(yù)報警，提醒工作人員快速處理，防止事故發(fā)生。

優(yōu)勢：利用管道伴行光纜，不需要重新鋪設(shè)傳感器；可以實現(xiàn)全線路全天候不間斷報警；定位精度高，可以實現(xiàn)精準(zhǔn)GIS地圖顯示及管道里程通知；識別準(zhǔn)確度已經(jīng)達(dá)到實施應(yīng)用水平。

局限：光纖可以發(fā)現(xiàn)并定位事件，但無法實現(xiàn)現(xiàn)場情況實時查看，需要依靠人力、視頻等手段復(fù)核查看現(xiàn)場情況。

2.2 智能視頻識別系統(tǒng)

利用智能視頻分析技術(shù)對工程機(jī)械的工作形態(tài)進(jìn)行識別與分析。在動態(tài)的環(huán)境中，將目標(biāo)識別車輛與人員、非工程車輛等背景干擾進(jìn)行有效區(qū)分，當(dāng)有工程機(jī)械車輛駛?cè)胍曨l監(jiān)控區(qū)域時，系統(tǒng)自動識別并報警。

優(yōu)勢：可以實時查看現(xiàn)場情況，直觀了解真實現(xiàn)場。

局限：攝像頭監(jiān)控范圍有限，管道線路長，難以全覆蓋。

2.3 無人機(jī)管道巡護(hù)系統(tǒng)

提前沿管道設(shè)定航線軌跡，無人機(jī)在管道上方定期飛行，將管道沿線的圖像信息傳回監(jiān)控終端，定時更新管道地表、地貌及環(huán)境的動態(tài)變化圖像。同時與光纖預(yù)警系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)光纖預(yù)警系統(tǒng)報警后，無人機(jī)自動啟動飛行至預(yù)警點現(xiàn)場查看。

優(yōu)勢：可以定期自動航拍更新管道上方環(huán)境情況，可以與其它報警系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)自動快速出警查看。

局限：飛行成本較高，受空域管制較多。

2.4 光感柵欄

光感柵欄由特殊線形材質(zhì)打造，可以簡易布防。對于已知的受控施工點區(qū)域，可以快速布設(shè)光感柵欄，對受控區(qū)域進(jìn)行禁行布防。當(dāng)有車輛、人員闖入該區(qū)域，光感柵欄將及時推送報警信息。

優(yōu)勢：可以快速簡易的布防受控區(qū)域。

局限：只針對特定區(qū)域的受控管理，對管道全線尚無有效的解決方案。

3 管道保護(hù)新技術(shù)推廣應(yīng)用思考

多樣化的新技術(shù)及防護(hù)措施，對管道保護(hù)傳統(tǒng)人工巡檢是非常有效的補充手段。現(xiàn)階段各系統(tǒng)相對獨立，每套系統(tǒng)都有各自的運行管理系統(tǒng)和運行機(jī)制，報警推送方式多樣，信息相對獨立，線路管理人員接收到的信息較為雜亂，復(fù)核查看有一定難度。對此需要對各種技術(shù)綜合分析，緊密結(jié)合工作實際選用，同時改進(jìn)提升相應(yīng)管理手段，方能有效利用新技術(shù)提升巡線管理水平。

3.1 劃定響應(yīng)級別等級

根據(jù)高后果區(qū)、人員分布區(qū)域、建筑設(shè)施分布情況等信息劃分區(qū)域風(fēng)險等級。對于報警事件進(jìn)行等級劃分，將一般性人工挖掘等定義較低的風(fēng)險等級；將鉆、破、砸等作業(yè)速度快、破壞性大的事件定義較高的風(fēng)險等級。不同等級區(qū)域相同報警事件的風(fēng)險等級也不相同。明確復(fù)核方式，保證線路管理人員在接到報警信息后，根據(jù)報警等級有針對性地進(jìn)行復(fù)核響應(yīng)，保證高后果區(qū)、高風(fēng)險區(qū)發(fā)生高風(fēng)險等級事件第一時間得到緊急響應(yīng)。

3.2 報警點分類管理

由于管道上方同一位置可能在一段時間內(nèi)連續(xù)開展挖掘作業(yè)，以致持續(xù)產(chǎn)生報警信號，在施工點受控后，這些報警信號將成為冗余信息，干擾有效報警信息。有必要建立“事件首報”機(jī)制，針對該時間段內(nèi)相關(guān)事件和相關(guān)位置進(jìn)行回溯，確定是否為“首報事件”，相關(guān)位置是否有效受控。針對首報事件，響應(yīng)級別提升，事件復(fù)核更快速有效。針對受控施工區(qū)域，建立“常報點”管理機(jī)制，定期梳理，減少已受控區(qū)域常報點的報警頻次，使線路管理人員獲取準(zhǔn)確有效信息，及時進(jìn)行事件響應(yīng)。

3.3 報警事件時間管理

管道沿線的大部分作業(yè)時間具有規(guī)律性，比如鄰近居民區(qū)的施工項目夜間禁止施工，而一些渣土運輸車輛夜間則增加工作頻次；作業(yè)時間段內(nèi)的正常施工現(xiàn)場監(jiān)護(hù)、保障工作相對完善，事故風(fēng)險相對較小，而其他時間段內(nèi)的施工作業(yè)往往成為威脅管道安全的高風(fēng)險因素。為此針對施工受控點采取時間區(qū)段管理，正常工作時間內(nèi)降低報警風(fēng)險等級或不報警，在非工作時間段內(nèi)提高報警風(fēng)險等級，提高管理的針對性和實效性。

3.4 事件報備聯(lián)動機(jī)制

日常巡線中收集到的施工信息、報警信息等來源不同，各方之間的交流與溝通尤為重要。比如光感柵欄位置報警后，現(xiàn)場又發(fā)出光纖預(yù)警，需要緊急進(jìn)行復(fù)核。又如視頻智能識別抓拍到了工程施工車輛進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域，但是光纖預(yù)警并未報警，可能只是車輛臨時通過情形。需要建立事件報備方聯(lián)動機(jī)制，使管理更為高效暢通。

作者：侯明欣， 1983年生，鄭州管理處管道科科長，主要從事管道保護(hù)管理工作。陳良， 1988年生，助理工程師，主要從事管道保護(hù)管理工作。