李勇志 宋楠笛 王琦 高玉濤  余鵬程  陳錦岑

陜西省天然氣股份有限公司輸氣分公司

摘要：傳統(tǒng)管道巡檢方式主要依賴硬件設(shè)施設(shè)備，制約了巡檢效率與安全管理水平的提升，亟需探索一種高效、智能、低成本的巡檢方式。本文剖析了傳統(tǒng)巡檢方式存在的弊端，介紹了引入電子二維碼技術(shù)構(gòu)建的一套管道線路高桿樁巡檢系統(tǒng)及其核心優(yōu)勢(shì)，詳細(xì)分析了系統(tǒng)架構(gòu)及其應(yīng)用模式，通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化和功能拓展，在風(fēng)險(xiǎn)防范和預(yù)警、預(yù)防第三方施工損壞和應(yīng)急響應(yīng)方面也有較好效果，將提高輸油氣管道的安全管理水平，推動(dòng)能源輸送行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)。

關(guān)鍵詞：高桿樁巡檢系統(tǒng)；二維碼技術(shù)；管道巡檢；巡檢成本

輸油氣管道作為國(guó)家能源輸送的大動(dòng)脈，其安全性與穩(wěn)定性對(duì)于保障國(guó)家能源安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。然而，傳統(tǒng)的巡檢方式主要依賴硬件設(shè)施設(shè)備，成本高昂且數(shù)據(jù)單一、巡檢真實(shí)性存疑及應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了巡檢效率與安全管理水平的提升。因此，探索一種高效、智能、低成本的巡檢方式成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

通過(guò)引入電子二維碼技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)手段，構(gòu)建一套高桿樁巡檢系統(tǒng)，提高巡檢效率和準(zhǔn)確性及管道安全管理水平，降低巡檢成本，滿足高效、智能、低成本巡檢要求。

1  傳統(tǒng)巡檢方式剖析

硬件維護(hù)成本與損耗分析。傳統(tǒng)巡檢方式依賴大量硬件設(shè)備，如畫道表、馬克筆、膠帶等，這些必備的硬件設(shè)施的年損耗率較高，導(dǎo)致硬件維護(hù)成本居高不下。此外，硬件設(shè)備設(shè)施的更新?lián)Q代也增加了額外的成本投入。

人力與時(shí)間成本投入評(píng)估。徒步巡檢需要投入大量人力和時(shí)間，巡檢效率低下，且難以保證巡檢的全面性和準(zhǔn)確性。巡檢人員的工作強(qiáng)度大容易疲勞，從而影響巡檢質(zhì)量。

管理成本與數(shù)據(jù)同步效率瓶頸。紙質(zhì)的巡檢記錄打印、存儲(chǔ)和管理成本高昂，且存在潛在錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，紙質(zhì)記錄傳遞延遲導(dǎo)致應(yīng)急響應(yīng)不及時(shí)，增加了安全隱患。數(shù)據(jù)同步效率低下，難以滿足實(shí)時(shí)監(jiān)控和應(yīng)急響應(yīng)的需求。

2  高桿樁巡檢系統(tǒng)核心優(yōu)勢(shì)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步與高效傳輸機(jī)制。巡檢人員采用5G微信傳輸技術(shù)掃碼后，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)并直達(dá)云端，消除了紙質(zhì)記錄傳遞延遲問(wèn)題，管理人員可隨時(shí)查看最新狀態(tài)，掌握巡檢進(jìn)度和現(xiàn)場(chǎng)情況，縮短應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間和提高管理效率。同時(shí)，系統(tǒng)還支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出和報(bào)表生成功能，為管理人員提供決策支持。

多模態(tài)信息采集與融合能力。支持GPS坐標(biāo)、現(xiàn)場(chǎng)照片、語(yǔ)音備注等多元數(shù)據(jù)融合，提供全面、準(zhǔn)確的巡檢信息，使得巡檢人員能夠更直觀地了解現(xiàn)場(chǎng)情況，提高巡檢效率。同時(shí)，多元數(shù)據(jù)的融合也為后續(xù)的事件分析和處理提供了有力支持。

硬件依賴降低與成本節(jié)約效應(yīng)。僅需智能手機(jī)+微信小程序，無(wú)需額外硬件投入，有效降低硬件維護(hù)成本。電子二維碼技術(shù)的引入，將傳統(tǒng)紙質(zhì)巡檢表轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化電子表單，避免手寫錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)自動(dòng)歸檔至云端。電子表單標(biāo)準(zhǔn)化提高了數(shù)據(jù)的規(guī)范性和一致性，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和處理。自動(dòng)化歸檔減少了紙質(zhì)文檔的打印、存儲(chǔ)和管理的成本。

電子記錄的真實(shí)性與可追溯性保障。電子記錄支持按時(shí)間、位置、設(shè)備類型等多維度檢索，配合圖片和視頻附件，大幅提升事件分析效率。由于電子記錄不可篡改，可以確保巡檢數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。通過(guò)時(shí)間戳、位置信息等手段，還可以追溯每一次巡檢的具體情況和人員，提高巡檢的透明度和可信度。此外，智能化的事件分析功能可以幫助管理人員快速定位問(wèn)題根源，制定有效的解決方案。

3  高桿樁巡檢系統(tǒng)構(gòu)建及應(yīng)用

3.1  系統(tǒng)構(gòu)建

系統(tǒng)采用云端+邊緣計(jì)算架構(gòu)，云端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期存儲(chǔ)和分析，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理和響應(yīng)。覆蓋華為、小米、iPhone等主流機(jī)型，測(cè)試不同攝像頭對(duì)焦速度、掃碼距離、屏幕亮度等性能指標(biāo)，確保系統(tǒng)在不同設(shè)備上的流暢運(yùn)行。通過(guò)優(yōu)化架構(gòu)設(shè)計(jì)、降低網(wǎng)絡(luò)延遲、嚴(yán)格性能測(cè)試，保證系統(tǒng)的兼容性和穩(wěn)定性，提高了系統(tǒng)的整體性能和可靠度。

系統(tǒng)在云端管理平臺(tái)以高分辨率衛(wèi)星地圖為底圖，導(dǎo)入管道的設(shè)計(jì)圖紙或GPS軌跡作為參考；操作員沿管道走向，在衛(wèi)星地圖上手動(dòng)精確打點(diǎn)，連點(diǎn)成線，形成一條高精度的數(shù)字化巡檢路徑；對(duì)每一個(gè)高桿樁的位置進(jìn)行精準(zhǔn)打點(diǎn)，并錄入其樁號(hào)、類型等信息；系統(tǒng)自動(dòng)為該點(diǎn)生成一個(gè)唯一的二維碼。

系統(tǒng)支持離線地圖下載，確保在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不佳的情況下仍能正常使用。移動(dòng)端App加載離線地圖包后，會(huì)將預(yù)設(shè)的數(shù)字化巡檢路徑顯示為一條清晰的引導(dǎo)線；導(dǎo)航引擎結(jié)合終端的GPS定位信息，實(shí)時(shí)計(jì)算巡檢人員當(dāng)前位置與預(yù)設(shè)路徑的偏移量；當(dāng)人員偏離路徑超過(guò)一定閾值（如15米）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)聲音和畫面發(fā)出告警，并自動(dòng)重新規(guī)劃路線，引導(dǎo)人員回到正確路徑上。

系統(tǒng)劃分超級(jí)管理員、普通管理員、巡檢員三級(jí)角色，多級(jí)權(quán)限管理確保了數(shù)據(jù)的安全性和隱私性，實(shí)現(xiàn)精細(xì)管控。同時(shí)，系統(tǒng)還采用了數(shù)據(jù)加密、訪問(wèn)控制等安全防護(hù)措施，防止數(shù)據(jù)泄露和非法訪問(wèn)。支持現(xiàn)場(chǎng)拍照、語(yǔ)音備注、文字描述三種異常上報(bào)方式，巡檢人員可實(shí)時(shí)上傳現(xiàn)場(chǎng)情況，系統(tǒng)自動(dòng)壓縮圖片并轉(zhuǎn)碼存儲(chǔ)至云端數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)觸發(fā)預(yù)警機(jī)制，通知相關(guān)人員及時(shí)處理。

系統(tǒng)旨在提升巡檢效率和管理效率，當(dāng)巡檢人員通過(guò)衛(wèi)星地圖打點(diǎn)、掃描二維碼后，系統(tǒng)自動(dòng)獲取GPS定位信息并記錄巡檢時(shí)間、人員ID，實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化數(shù)據(jù)采集，減少了人工錄入錯(cuò)誤的可能性。

3.2  功能拓展

通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化和功能拓展，其在風(fēng)險(xiǎn)防范和預(yù)警、預(yù)防第三方施工損壞和應(yīng)急響應(yīng)方面也有較好表現(xiàn)。

提升風(fēng)險(xiǎn)防范和預(yù)警能力。高桿樁巡檢系統(tǒng)通過(guò)與監(jiān)控預(yù)警設(shè)備、無(wú)人機(jī)、振動(dòng)傳感器等，以及物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、業(yè)務(wù)流程緊密結(jié)合，構(gòu)建了一個(gè)主動(dòng)、預(yù)判、閉環(huán)的智能監(jiān)控與預(yù)警體系，同步統(tǒng)計(jì)分析預(yù)警類型、高發(fā)區(qū)域、處理效率等，為管理決策提供數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)還可以對(duì)管道周邊事物實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況立即通知相關(guān)人員處理，不僅能有效提升防范安全風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)警能力，更能通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)提升整體管理效率和精細(xì)化水平。例如，利用沉降/位移監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)基坑、邊坡等關(guān)鍵部位的形變監(jiān)控，氣體傳感器在涉及燃?xì)夤芫�的區(qū)域監(jiān)測(cè)是否有燃?xì)庑孤┑取Ｈ缃邮盏酵ㄟ^(guò)PC端彈窗、手機(jī)App推送、短信、電話語(yǔ)音等多種方式發(fā)出的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警后，系統(tǒng)自動(dòng)生成處置工單，處理人員需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)響應(yīng)并反饋結(jié)果，超時(shí)未處理將自動(dòng)上報(bào)。

提升預(yù)防第三方施工損壞的能力。系統(tǒng)與沿管道埋設(shè)的振動(dòng)傳感光纖或分布式聲學(xué)傳感器相融合，當(dāng)監(jiān)測(cè)到管線附近有符合大型機(jī)械作業(yè)特征的連續(xù)、劇烈振動(dòng)波形時(shí)，系統(tǒng)將觸發(fā)警報(bào)并通知巡檢人員。當(dāng)巡檢人員發(fā)現(xiàn)管道周邊存在未經(jīng)報(bào)備的施工活動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)推送施工坐標(biāo)至管理員后臺(tái)，一鍵匯報(bào)至二級(jí)調(diào)度，使管理人員能夠迅速掌握施工情況，采取有效措施防止施工損壞。利用在管道沿線關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（如高后果區(qū)、人口密集區(qū)、以往事故多發(fā)區(qū)）布設(shè)帶有AI算法的智能攝像頭，持續(xù)對(duì)視頻流進(jìn)行智能分析，專門針對(duì)工程機(jī)械（挖掘機(jī)、鉆探機(jī)、推土機(jī)等）的形狀和動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別，一旦識(shí)別到此類設(shè)備在管道保護(hù)范圍內(nèi)活動(dòng)，立即觸發(fā)警報(bào)并告知巡檢人員到場(chǎng)處置。

提升應(yīng)急響應(yīng)與處置能力。管道遭遇山體滑坡或洪水沖擊等自然災(zāi)害發(fā)生泄漏時(shí)，掃描泄漏點(diǎn)附近二維碼可即時(shí)調(diào)取該管段材質(zhì)、壓力等級(jí)、上下游閥門位置等關(guān)鍵參數(shù)，為搶修隊(duì)伍提供處置優(yōu)先級(jí)建議，及時(shí)采取有效措施防止泄漏擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)更快響應(yīng)及實(shí)施處置方案。系統(tǒng)還支持與氣象部門的聯(lián)動(dòng)，實(shí)時(shí)獲取災(zāi)害預(yù)警信息，為應(yīng)急響應(yīng)提供有力支持。

4  結(jié)語(yǔ)

通過(guò)數(shù)據(jù)分析，高桿樁電子二維碼巡檢系統(tǒng)對(duì)比傳統(tǒng)巡檢方式，巡檢效率提升30%～70%，綜合成本節(jié)約25%～50%，提高了輸油氣管道的整體安全管理水平。建議重視巡檢人員的培訓(xùn)和管理，提高巡檢人員的專業(yè)素養(yǎng)和技能水平，確保巡檢工作的順利進(jìn)行。

未來(lái)將進(jìn)一步探索智能化、無(wú)人機(jī)高空巡檢技術(shù)，如引入AI圖像識(shí)別、大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)技術(shù)，持續(xù)降低巡檢成本。同時(shí)，將加強(qiáng)與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的融合，推動(dòng)能源輸送行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)。

作者簡(jiǎn)介：李勇志，1994年生，本科，助理工程師，主要從事場(chǎng)站及線路安全管理工作。聯(lián)系方式：15129110033。