王小平

西氣東輸管道公司

隨著(zhù)技術(shù)不斷成熟及管理制度不斷完善，無(wú)人機在民用領(lǐng)域的應用條件日趨成熟，行業(yè)內對油氣管道領(lǐng)域應用無(wú)人機的呼聲也越來(lái)越高。為了提高工作效率，強化技防措施，西氣東輸管道公司于2015年配備了少量大疆精靈4無(wú)人機，探索開(kāi)展無(wú)人機應用，取得了一些經(jīng)驗。2016年，公司又與十余家無(wú)人機制造服務(wù)單位進(jìn)行了技術(shù)交流，以推動(dòng)管道行業(yè)無(wú)人機應用的進(jìn)一步發(fā)展。

1 無(wú)人機應用的幾個(gè)重要問(wèn)題

1.1 安全性問(wèn)題

首先，無(wú)人機本身必須安全可靠。不能因天氣（大風(fēng)、強降雨除外）、機械故障、飛行操控等原因致飛行可靠性降低，甚至出現墜機事件。其次，無(wú)人機的應用必須確�，F有油氣管道線(xiàn)路安全水平。再次，無(wú)人機飛行航線(xiàn)下方是大量林地土地、公路交通網(wǎng)絡(luò )、人口活動(dòng)區域等，突發(fā)事件下必須保障第三方人員及財產(chǎn)安全。

1.2 合規性問(wèn)題

2017年1月，杭州蕭山機場(chǎng)航道附近發(fā)生無(wú)人機近距離拍攝民航飛機事件，引發(fā)社會(huì )各界對無(wú)人機飛行合規性的廣泛討論。2月份，有報道稱(chēng)四川綿陽(yáng)疑似無(wú)人機闖入民航飛機航道空域，造成多架飛機備降其他機場(chǎng)。因此，合規是無(wú)人機使用的最基本要求，必須滿(mǎn)足民航空管及其他相關(guān)部門(mén)的規定，在規定的時(shí)間和空域內飛行；無(wú)人機駕駛員必須按照《民用無(wú)人機駕駛員管理規定》參加培訓取證，持證上崗。

1.3 適用性問(wèn)題

不同于當前較為成熟的無(wú)人機電力巡線(xiàn)，油氣管道日常巡線(xiàn)需要無(wú)人機發(fā)現并預警影響或可能影響管道安全的施工行為，如機械施工、定向鉆施工等；發(fā)現管道周邊地形地貌變化，如出現坑洞、沿線(xiàn)坡體移動(dòng)等。應急搶險方面，需要無(wú)人機獲取搶險現場(chǎng)的空中俯視全貌以及事故發(fā)生前后的對比圖片，為搶險決策提供支持。

2 無(wú)人機實(shí)際應用探索

2.1 管線(xiàn)巡護

（1）平泰線(xiàn)開(kāi)封站至蘭考南彰段巡線(xiàn)試驗

平泰線(xiàn)開(kāi)封站至蘭考南彰段管道全長(cháng)100 km，全程采用GPS定點(diǎn)自主飛行。試驗選用固定翼燃油驅動(dòng)無(wú)人機，彈射式起飛、傘降，正常巡航速度為100 km/h，最大航程300 km。試驗時(shí)長(cháng)約3 h，時(shí)間分配為：前30 min為彈射器安裝，無(wú)人機起飛前檢查；后30 min為無(wú)人機降落、圖像下載、軟件處理識別及結果推送；中間2 h為無(wú)人機往返時(shí)間。試驗中共發(fā)現17處疑似對管道有影響的風(fēng)險點(diǎn)，表明無(wú)人機能夠發(fā)現影響管道安全的風(fēng)險因素，但對風(fēng)險因素識別不完全，且存在水工保護被識別成違章占壓等問(wèn)題。巡檢結果反饋時(shí)效尚需提高（見(jiàn)圖 1）。

圖1 開(kāi)封站至蘭考南彰段巡線(xiàn)試驗

（2）西二線(xiàn)南昌上海支干線(xiàn)鷹潭至上饒段巡線(xiàn)試驗

南昌上海支干線(xiàn)鷹潭至上饒段管道全長(cháng)70 km，全程GPS定點(diǎn)自主飛行。試驗選用固定翼電力驅動(dòng)無(wú)人機，垂直起降，正常航速約80 km/h，最大航程70 km。根據公司提出的技術(shù)需求，無(wú)人機服務(wù)公司研究開(kāi)發(fā)了自動(dòng)識別與預警軟件。試驗結果表明，無(wú)人機在400 m高空能夠發(fā)現管道沿線(xiàn)警示牌及其左右100 m范圍內挖掘機等影響管道安全的風(fēng)險因素，但地面人員處置配合項目未進(jìn)行聯(lián)合測試（見(jiàn)圖 2）。

圖2 鷹潭至上饒段巡線(xiàn)試驗

（3）其他應用試驗

2015年，西氣東輸管道公司采購少量大疆精靈4無(wú)人機，開(kāi)始在南方地區開(kāi)展無(wú)人機巡線(xiàn)探索工作。包括：對山區、河流等巡查難度較大管段采用無(wú)人機巡線(xiàn)，以提高巡線(xiàn)效率；在地質(zhì)災害風(fēng)險識別過(guò)程中，應用無(wú)人機航拍地形、收集圖像信息，可幫助分析風(fēng)險大��；對管道沿線(xiàn)高后果區進(jìn)行航拍、收集圖像信息，比較其變化情況，為高后果區識別及管理提供依據。截至目前，已成功收集管道廣角影像資料近2 500張，成功預判有效信息112條，為管道保護提供了有力支持。

2.2 應急搶險

（1）湖北鄂州車(chē)灣河河水溢壩

2013年，西氣東輸管道公司與廊坊管道學(xué)院開(kāi)展無(wú)人機項目合作，對西一線(xiàn)干線(xiàn)蘇浙滬段296 km管道進(jìn)行無(wú)人機航拍，形成了管道線(xiàn)路正射影像資料，獲取了管道周邊環(huán)境數據信息，在此基礎上開(kāi)發(fā)了應急支持系統。該系統在處置2016年湖北鄂州車(chē)灣河河水溢壩等險情中，幫助應急搶險指揮部第一時(shí)間了解現場(chǎng)環(huán)境、判斷險情，發(fā)揮了重要作用。為管道應急搶險工作提供了技術(shù)支持。未來(lái)，正射影像系統將有可能向實(shí)現坐標查詢(xún)、山體地物體積和坡度/坡向等計算向更加豐富的實(shí)景3D模型轉化，更加有利于管道線(xiàn)路現場(chǎng)搶險工作。

（2）深圳光明新區12•20滑坡

2015年，深圳光明新區12•20滑坡?lián)岆U期間，公司采用無(wú)人機收集現場(chǎng)圖像信息，為現場(chǎng)情況分析及確定搶險路徑等提供了幫助。

（3）江西豐城電廠(chǎng)垮塌事故

2016年，受江西省安監局應急救援指揮中心征調，公司南昌管理處派員應用無(wú)人機對發(fā)生垮塌事故的江西豐城電廠(chǎng)冷卻塔展開(kāi)空中航拍，第一時(shí)間將拍攝圖像用手機快速剪輯后發(fā)送至指揮中心和正在趕赴現場(chǎng)的相關(guān)領(lǐng)導手機上，為搶險決策提供了最及時(shí)的幫助。后續事故調查中，協(xié)助事故調查組完成了塔頂施工細節和塔體結構外觀(guān)的航拍調查取證任務(wù)（見(jiàn)圖 3）。

圖3 江西豐城電廠(chǎng)事故現場(chǎng)航拍圖

3 結論及展望

通過(guò)試驗和初步應用，在陡峭的山區等人員難以到達地區，無(wú)人機巡線(xiàn)優(yōu)勢明顯；在管道事故搶險，特別是地質(zhì)災害、防汛搶險中，利用無(wú)人機航拍及時(shí)獲取現場(chǎng)信息，可為搶險決策提供有力支持。但無(wú)人機日常巡線(xiàn)的相關(guān)技術(shù)尚需繼續開(kāi)發(fā)和整合，自動(dòng)識別、實(shí)時(shí)報警等功能需要進(jìn)一步完善。目前，無(wú)人機技術(shù)在油氣管道領(lǐng)域的應用剛剛起步，隨著(zhù)其技術(shù)不斷成熟和應用管理日趨完善，相信未來(lái)會(huì )有廣闊的應用前景。

作者：西氣東輸管道公司副總經(jīng)理。

《管道保護》2017年第3期（總第34期）