金星宇

國家管網(wǎng)集團東北公司哈爾濱輸油氣分公司

摘要：聚焦寒冷地區(qū)平原農(nóng)田段管道，深入分析當(dāng)前管道保護面臨的挑戰(zhàn)，探討傳統(tǒng)巡護方式與智能化技防措施的協(xié)同應(yīng)用，以及智能化巡護手段在管道保護中的應(yīng)用前景，旨在切實保障管道本體安全，有效消除風(fēng)險，為構(gòu)建管道保護新模式提供有益參考。

關(guān)鍵詞：管道保護；寒冷地區(qū)；平原農(nóng)田段；智能化巡護

在能源輸送領(lǐng)域，管道作為一種安全、高效的運輸方式，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。東北公司所轄管道地處寒冷地區(qū)，氣候條件惡劣，冬季漫長寒冷，凍土、積雪等自然因素對管道安全構(gòu)成較大威脅。而平原農(nóng)田段管道周邊環(huán)境復(fù)雜，涉及繁多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，第三方施工風(fēng)險較高，進一步增加了管道保護的難度。探索一套適合寒冷地區(qū)平原農(nóng)田段的管道保護新模式迫在眉睫。

1  傳統(tǒng)巡護方式的作用與局限

1.1  傳統(tǒng)巡護方式的作用

傳統(tǒng)的人巡和車巡是最基礎(chǔ)的管道巡護方式。人巡主要依靠巡線人員徒步沿管道進行巡護，憑借肉眼觀察管道周邊環(huán)境，需要重點關(guān)注管道沿線是否有施工跡象、有無管道裸露、防腐層是否破損、標(biāo)識牌是否完好等情況，獲取的信息較為直觀。車巡則是利用車輛沿著管道伴行路行駛，擴大巡護范圍，提高巡護效率，主要獲取管道沿線的整體狀況信息，如周邊地形地貌變化、是否存在潛在風(fēng)險源等。兩者的主要目的是防控第三方施工、打孔盜油、自然因素導(dǎo)致的管道損傷等風(fēng)險。

1.2  傳統(tǒng)巡護方式的局限性

在寒冷地區(qū)，冬季低溫對巡線人員的身體是巨大考驗，甚至存在安全隱患。長時間戶外作業(yè)，人員容易疲勞，可能導(dǎo)致工作效率降低，會遺漏一些細(xì)微的安全風(fēng)險。而平原農(nóng)田段管道分布范圍廣，線路長，單純依靠人巡和車巡，難以全面、及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)險隱患。人工巡檢獲取的信息其準(zhǔn)確性和規(guī)范性難以保證，不同巡線人員的業(yè)務(wù)水平和責(zé)任心存在差異，可能導(dǎo)致對風(fēng)險的判斷和記錄不一致。

2  智能化技防措施的應(yīng)用

2.1  智能化技防措施的功能與優(yōu)勢

光纖振動監(jiān)測系統(tǒng)利用光纖的傳感特性，能夠?qū)崟r監(jiān)測管道周邊的振動信號，當(dāng)有人員或機械靠近管道時，系統(tǒng)可以迅速發(fā)出警報，精確定位事件發(fā)生位置，有效防控打孔盜油、第三方施工等風(fēng)險。視頻監(jiān)控系統(tǒng)則通過在高后果區(qū)等關(guān)鍵地段安裝攝像頭，對管道實時畫面進行監(jiān)控，直觀獲取管道及周邊環(huán)境信息，便于及時發(fā)現(xiàn)異常情況。無人機巡檢系統(tǒng)可以快速覆蓋大面積管道區(qū)域，獲取高清圖像和視頻資料，尤其適用于地形復(fù)雜、人員難以到達的區(qū)域，能夠?qū)�管道進行全方位、立體式巡護。機器人（狗）等智能化設(shè)備可以在復(fù)雜環(huán)境中自主移動，對管道進行近距離檢測，獲取更為詳細(xì)的管道信息。陰極保護智能測試系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測管道的陰極保護電位，確保管道防腐效果。內(nèi)外檢測技術(shù)可以檢測管道內(nèi)部的腐蝕、變形等缺陷，以及外部防腐層的狀況。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)則可以監(jiān)測管道沿線的地質(zhì)變化，提前預(yù)警滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害對管道的影響。這些技防措施能夠獲取精確的管道運行數(shù)據(jù)和周邊環(huán)境信息，有效防控管道腐蝕、地質(zhì)災(zāi)害等風(fēng)險。

2.2  智能化技防措施的局限性

雖然智能化技防措施具有諸多優(yōu)勢，但也存在一定的局限性。光纖振動監(jiān)測系統(tǒng)容易受外界大型車輛行駛、風(fēng)雨等自然因素的干擾。以肇源作業(yè)區(qū)為例，雖然光纖預(yù)警系統(tǒng)算法在不斷優(yōu)化，經(jīng)2024年全年光纖預(yù)警信息核實，仍存在較多誤報情形，無形中增加了人員的工作量。原因在于作業(yè)區(qū)所轄管道途經(jīng)區(qū)域多為沼澤及農(nóng)田地，春耕秋收時農(nóng)用機械進地作業(yè)引起頻繁誤報。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在大雪、暴雨等惡劣天氣條件下，監(jiān)控效果會受到嚴(yán)重影響。無人機巡檢系統(tǒng)受天氣條件限制更大，風(fēng)力過大或雨雪天氣條件下無人機使用顯現(xiàn)弊端，且其續(xù)航能力有限，難以長時間持續(xù)作業(yè)。機器人（狗）等設(shè)備在復(fù)雜地形和惡劣環(huán)境下的適應(yīng)性還有待提高，且設(shè)備成本較高、維護難度較大，目前尚在推廣應(yīng)用階段。

智能化技防措施不能完全替代人巡和車巡。在一些復(fù)雜環(huán)境中，如管道穿越茂密樹林、村莊等區(qū)域，智能化設(shè)備無法到達，仍需要人工巡檢。但是，智能化技防措施可以替代部分重復(fù)性、危險性較高的工作，如針對偏遠(yuǎn)地區(qū)、高風(fēng)險區(qū)域的定期巡檢，利用無人機進行大面積的初步巡檢，發(fā)現(xiàn)異常后再由人工前往詳細(xì)核實；機器人（狗）可以在一些靠近化工園區(qū)、高后果區(qū)等危險區(qū)域進行檢測，減少人工巡檢的風(fēng)險。

2.3  智能化技防措施綜合應(yīng)用與勞動組織結(jié)構(gòu)變化

綜合應(yīng)用智能化技防措施可充分發(fā)揮其各自的優(yōu)勢，需要建立一個統(tǒng)一的管道保護監(jiān)控平臺，將光纖振動監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、無人機巡檢系統(tǒng)等獲取的信息充分整合，實現(xiàn)信息共享和協(xié)同工作。通過對各種數(shù)據(jù)的分析和處理，可以更準(zhǔn)確地判斷管道的安全狀況，及時發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險。

隨著智能化技防措施的應(yīng)用，勞動組織結(jié)構(gòu)也將發(fā)生變化。需要增加專業(yè)技術(shù)人員，負(fù)責(zé)智能化設(shè)備的操作、維護和數(shù)據(jù)分析。同時，巡線人員的工作內(nèi)容也將從單純的巡檢轉(zhuǎn)變?yōu)閷χ悄芑�設(shè)備發(fā)現(xiàn)的異常情況進行核實和處理，以及在智能化設(shè)備無法覆蓋的區(qū)域進行巡檢。這就要求巡線人員具備更高的專業(yè)素養(yǎng)和技能水平，需要加強對員工的培訓(xùn)，使其能夠適應(yīng)新的工作要求。與此同時，助力智能化管道保護新模式的創(chuàng)新應(yīng)用。

3  智能化管道保護新模式的應(yīng)用前景

3.1  智能化管道保護新模式的應(yīng)用場景

針對打孔盜油，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，對光纖振動監(jiān)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)進行分析，建立風(fēng)險預(yù)測模型。通過對歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)可以自動識別出異常的振動模式和行為特征，提前預(yù)警打孔盜油風(fēng)險，提高防范能力。 針對第三方施工風(fēng)險，利用地理信息系統(tǒng)和三維建模技術(shù)，對管道沿線的施工信息進行管理。施工前，通過系統(tǒng)評估施工對管道的影響，制定相應(yīng)的保護措施；施工過程中，實時監(jiān)控施工動態(tài)，確保施工活動不會對管道造成損壞。在人員密集型高后果區(qū)，采用智能感知設(shè)備和應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)。當(dāng)管道發(fā)生泄漏等事故時，智能感知設(shè)備可以迅速檢測到泄漏信息，并通過應(yīng)急聯(lián)動系統(tǒng)通知周邊居民和相關(guān)部門，啟動應(yīng)急預(yù)案，減少事故造成的危害。

3.2  不同環(huán)境下的應(yīng)用情形

寒冷地區(qū)冬季氣溫低，管道容易受凍脹、凍裂等影響。可利用對管道溫度、應(yīng)力等參數(shù)的監(jiān)測，通過數(shù)據(jù)分析預(yù)測管道在低溫環(huán)境下的安全狀況，提前采取保溫、加固等措施。在冬季巡檢過程中，結(jié)合無人機和機器人（狗）等設(shè)備，減少人員在低溫環(huán)境下的作業(yè)時間。在平原農(nóng)田段，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)和地面監(jiān)測設(shè)備相結(jié)合，對農(nóng)田內(nèi)的管道實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)有農(nóng)機具靠近管道時，及時發(fā)出警報，提醒操作人員注意安全。同時，與當(dāng)?shù)卣�府和農(nóng)業(yè)部門合作，加強對農(nóng)民的管道保護宣傳教育，提高他們的安全意識。

3.3  智能化管道保護新模式應(yīng)用前景

智能化管道保護新模式強化技術(shù)融合創(chuàng)新。依托大數(shù)據(jù)構(gòu)建管道風(fēng)險數(shù)字孿生模型，整合 GIS 地理信息、陰極保護電位、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測等多源數(shù)據(jù)，通過人工智能算法實現(xiàn)風(fēng)險分級預(yù)警與處置方案自動生成，破解光纖預(yù)警誤報難題；利用三維建模技術(shù)構(gòu)建管道周邊 200 米范圍的施工安全距離虛擬圍欄，結(jié)合衛(wèi)星遙感動態(tài)識別農(nóng)田機械作業(yè)軌跡，提前觸發(fā)語音警示系統(tǒng)。

完善智能化監(jiān)控平臺建設(shè)。打造“空—天—地—管”四位一體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)：無人機集群完成每日1次全域巡航，視頻監(jiān)控實現(xiàn)高后果區(qū)24小時實時覆蓋，光纖傳感器構(gòu)建50米精度的振動監(jiān)測矩陣，機器人（狗）執(zhí)行重點管段的周期性近距離檢測，形成“智能設(shè)備初篩—人工復(fù)核驗證—系統(tǒng)閉環(huán)管理”的高效工作流程。

優(yōu)化勞動組織與人才結(jié)構(gòu)。設(shè)立智能化運維專職崗位，培養(yǎng)兼具管道專業(yè)知識與數(shù)據(jù)分析能力的復(fù)合型人才，負(fù)責(zé)設(shè)備參數(shù)調(diào)校、異常數(shù)據(jù)研判及應(yīng)急響應(yīng)指揮；建立“巡檢 APP + 電子工單”管理系統(tǒng)，使巡線人員從傳統(tǒng)徒步巡檢轉(zhuǎn)向設(shè)備異常現(xiàn)場核查、標(biāo)識牌維護等技術(shù)性工作，推動基層巡檢隊伍向“技術(shù)操作型”轉(zhuǎn)型。

構(gòu)建政企協(xié)同管道保護機制。與農(nóng)業(yè)部門共享農(nóng)田作業(yè)動態(tài)數(shù)據(jù)，在春耕秋收季通過短信平臺向農(nóng)機手推送管道位置預(yù)警信息；聯(lián)合氣象部門建立極端天氣聯(lián)動機制，在暴風(fēng)雪、凍融期自動啟動設(shè)備保溫模式與加密巡檢程序。

健全應(yīng)急保障體系。基于歷史泄漏事故數(shù)據(jù)構(gòu)建 AI 應(yīng)急推演模型，模擬不同場景下的泄漏擴散路徑與影響范圍，自動生成人員疏散方案與場站及閥室關(guān)鍵設(shè)備操作提示。

4  結(jié)語

在寒冷地區(qū)平原農(nóng)田段的管道保護工作中，傳統(tǒng)人巡車巡模式與智能化技防措施并非非此即彼的替代關(guān)系，而是各有優(yōu)劣，應(yīng)將兩者有機結(jié)合，形成互補，實現(xiàn) "人工基礎(chǔ)排查 + 技術(shù)精準(zhǔn)防控" 的智能化管道保護新模式應(yīng)用。有效突破地理環(huán)境限制與人力巡檢的生理極限，在凍土災(zāi)害預(yù)警、第三方施工監(jiān)控、打孔盜油防控等場景中展現(xiàn)出精準(zhǔn)化、實時化的監(jiān)測優(yōu)勢。同時，智能化技術(shù)應(yīng)用仍需直面低溫環(huán)境設(shè)備穩(wěn)定性、復(fù)雜地形適應(yīng)性及數(shù)據(jù)誤報率等現(xiàn)實挑戰(zhàn)，通過技術(shù)迭代與場景化適配持續(xù)優(yōu)化。

作者簡介：金星宇，1988年生，本科，現(xiàn)任哈爾濱輸油氣分公司肇源作業(yè)區(qū)副主任，主要從事管道管理工作。聯(lián)系方式：15842439762。