馬文甲

國家管網(wǎng)集團(tuán)華南公司

加強(qiáng)管道高后果區(qū)（HCAs）管理是保障能源輸送安全的關(guān)鍵。但傳統(tǒng)的高后果區(qū)管理依賴人工巡檢，存在響應(yīng)慢、信息零散等問題，已無法滿足現(xiàn)代管網(wǎng)安全需求，亟需智能化視頻監(jiān)控與多維感知技術(shù)深入融合，推動(dòng)油氣管網(wǎng)安全防護(hù)向主動(dòng)防御轉(zhuǎn)變。本文圍繞國家管網(wǎng)集團(tuán)華南公司研發(fā)的視頻監(jiān)控與智能警示牌勢(shì)態(tài)感知系統(tǒng)，集成的先進(jìn)技術(shù)，探討其在高后果區(qū)管理中的應(yīng)用、效能及優(yōu)化方向。

1  勢(shì)態(tài)感知系統(tǒng)的特點(diǎn)

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)預(yù)警。勢(shì)態(tài)感知系統(tǒng)通過多源數(shù)據(jù)融合，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道周邊環(huán)境變化、第三方施工、地質(zhì)災(zāi)害等風(fēng)險(xiǎn)。如深圳城區(qū)高后果區(qū)利用AI圖像識(shí)別技術(shù)自動(dòng)識(shí)別管道違法占?jí)骸⑦`規(guī)施工等風(fēng)險(xiǎn)，大幅縮短預(yù)警時(shí)間。系統(tǒng)具備信息共享和多端聯(lián)動(dòng)功能。智能警示牌通過聲波和紅外感知，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)立即聲光報(bào)警、語音驅(qū)離，并將預(yù)警信息同步推送至智能攝像頭和管理人員。例如公司某穿越城區(qū)段高后果區(qū)，智能警示牌在攝像頭盲區(qū)感應(yīng)到挖掘機(jī)械，及時(shí)警示并聯(lián)動(dòng)攝像頭錄像，同時(shí)通知管理人員。

提升公眾參與主動(dòng)性。智能警示牌支持夜間亮度調(diào)節(jié)和語音宣傳內(nèi)容更新，通過掃碼、語音提示等方式，向周邊居民普及管道保護(hù)知識(shí)。某農(nóng)田高后果區(qū)應(yīng)用后，群眾主動(dòng)報(bào)告管道異常的數(shù)量增長50%，形成政企民共管共治格局，彌補(bǔ)了專業(yè)巡護(hù)力量的不足。

2  勢(shì)態(tài)感知系統(tǒng)的構(gòu)成及功能

勢(shì)態(tài)感知系統(tǒng)主要由三重防護(hù)體系構(gòu)成，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)層是利用AI智能攝像頭實(shí)現(xiàn)高精度設(shè)備識(shí)別；即時(shí)防護(hù)層是通過斷線報(bào)警器與傳感器聯(lián)動(dòng)監(jiān)測(cè)管道及環(huán)境變化；立體校驗(yàn)層是采用雙模融合技術(shù)降低誤報(bào)率。

該系統(tǒng)集成多技術(shù)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、智能報(bào)警與遠(yuǎn)程管控（圖 1）。

圖 1 智能監(jiān)測(cè)設(shè)備示意

復(fù)合感知技術(shù)：采用紅外及微波傳感器融合檢測(cè)，精準(zhǔn)識(shí)別入侵行為并觸發(fā)本地報(bào)警；攝像頭搭載邊緣AI識(shí)別技術(shù)，實(shí)時(shí)捕捉工程機(jī)械入侵，自動(dòng)上傳報(bào)警信息。

智能聯(lián)網(wǎng)報(bào)警：內(nèi)置4G-cat1物聯(lián)網(wǎng)模塊，報(bào)警信息實(shí)時(shí)上傳服務(wù)器，同步通過電話、短信遠(yuǎn)程通知管理員；支持與智能指示樁聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域化聲音驅(qū)趕。

高效供電系統(tǒng)：采用“太陽能+鋰電池”供電，結(jié)合MPPT智能調(diào)節(jié)技術(shù)，自動(dòng)適配光照與溫度變化，確保設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

多功能警示設(shè)計(jì)：配備可調(diào)音量分貝喇叭與腔體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)報(bào)警響度；內(nèi)置防水節(jié)能LED，支持亮度及開關(guān)時(shí)段自定義；藍(lán)牙信標(biāo)與網(wǎng)關(guān)配合，實(shí)現(xiàn)100米范圍內(nèi)工程機(jī)械入侵檢測(cè)及位置推送 。

斷路聯(lián)防機(jī)制：路面開挖導(dǎo)致金屬連接線斷裂時(shí)，報(bào)警器立即觸發(fā)，聯(lián)動(dòng)周邊設(shè)備啟動(dòng)聲光驅(qū)趕并上報(bào)險(xiǎn)情。

智能警示牌：依靠太陽能供電，設(shè)備用電功耗低，在不依托市電供電情況下運(yùn)行工況穩(wěn)定。具備遠(yuǎn)程電話、短信通知報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)語音報(bào)警及夜間燈光指示功能；警示牌內(nèi)設(shè)有專用的藍(lán)牙發(fā)射器，帶有接收器件的機(jī)械車輛進(jìn)入預(yù)警范圍后將可以清晰監(jiān)控入侵機(jī)械動(dòng)向，檢測(cè)精度達(dá)到10米（檢測(cè)半徑100米），且紅外及微波檢測(cè)功能還可檢測(cè)15米內(nèi)人員逗留及機(jī)械情況；智能警示牌有斷線報(bào)警器，可以埋地或圍蔽使用，對(duì)損壞線體的人員或工程機(jī)械立即產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)報(bào)警，方便及時(shí)監(jiān)管，同時(shí)搭配專用智能攝像頭一體化應(yīng)用，兼具了AI識(shí)別工程機(jī)械車輛入侵報(bào)警功能（圖 2）。

圖 2 智能警示牌示意及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3  勢(shì)態(tài)感知系統(tǒng)對(duì)巡護(hù)效能的提升

減少重復(fù)性巡查。該系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)能力降低了人工巡護(hù)頻次。在山區(qū)高后果區(qū)可實(shí)時(shí)監(jiān)管入口機(jī)械，雨天智能攝像頭也能持續(xù)監(jiān)控，管理人員可通過手機(jī)查看預(yù)警，有針對(duì)性地進(jìn)行核查，可有效提高工作效率。

優(yōu)化資源配置。系統(tǒng)通過分析歷史報(bào)警數(shù)據(jù)，生成高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和時(shí)段預(yù)測(cè)報(bào)告，幫助管理部門科學(xué)規(guī)劃巡護(hù)路線和人員安排。在第三方施工高發(fā)期，系統(tǒng)可提醒加強(qiáng)巡查，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效巡護(hù)。

降低極端環(huán)境巡護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。受自然環(huán)境的影響，如雨雪天氣下，人工巡護(hù)將面臨諸多困難甚至人身安全。勢(shì)態(tài)感知系統(tǒng)采用太陽能供電、衛(wèi)星通信技術(shù)，可無人值守運(yùn)行，減少80%極端天氣下的人工巡檢需求，保障巡護(hù)人員安全。

4  建議

推動(dòng)技術(shù)融合創(chuàng)新。加強(qiáng)多傳感器融合研發(fā)，集成振動(dòng)監(jiān)測(cè)、油氣泄漏檢測(cè)等功能，探索數(shù)字孿生、邊緣計(jì)算等技術(shù)應(yīng)用，提升系統(tǒng)預(yù)測(cè)和決策能力。

加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)。開展系統(tǒng)運(yùn)維和數(shù)據(jù)分析專項(xiàng)培訓(xùn)，培養(yǎng)復(fù)合型人才。建立行業(yè)交流平臺(tái)，促進(jìn)經(jīng)驗(yàn)分享和技術(shù)研討。

優(yōu)化政企協(xié)同機(jī)制。推動(dòng)建立區(qū)域數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多方信息互通。加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，聯(lián)合攻關(guān)高后果區(qū)管理難題。

視頻監(jiān)控與智能警示牌勢(shì)態(tài)感知系統(tǒng)通過技術(shù)創(chuàng)新和功能集成，可以有效協(xié)助解決高后果區(qū)管理的難題，提升管道安全管理水平。持續(xù)升級(jí)完善該系統(tǒng)，將為油氣管道安全運(yùn)行提供有力保障，推動(dòng)能源輸送行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

作者簡(jiǎn)介：馬文甲，1989年生，本科，工程師，現(xiàn)主要從事管道管理工作。聯(lián)系方式：17728159995，mawj@pipechina.com.cn。