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(yíng)的管道總里程已超過(guò)12 000公里，途經(jīng)16個(gè)省(市、區)和香港特別行政區，所經(jīng)區域覆蓋了我國西北東部、中原、華東、華中、華南等地，沿線(xiàn)地形地貌復雜多樣，自然和社會(huì )環(huán)境各不相同，地質(zhì)災害、第三方施工等威脅管道安全的風(fēng)險時(shí)有發(fā)生，加之經(jīng)濟快速發(fā)展、城鎮化進(jìn)程持續推進(jìn)，管道沿線(xiàn)高后果區數量、管段長(cháng)度等不斷變化，管道保護工作任務(wù)繁重，責任重大。

管道日常巡檢能夠有效發(fā)現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識別、風(fēng)險評價(jià)、完整性評價(jià)、維修與維護等工作提供有效的數據支撐，是目前管道保護最主要、最基礎的手段。近年來(lái)，公司實(shí)施了GPS移動(dòng)巡檢系統，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(wèn)題。

1 現有管道巡護模式存在的不足

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

（2）巡護的間隔時(shí)間較長(cháng)。日常只能實(shí)現在管道上的一過(guò)性巡視，對同一巡視點(diǎn)、巡視間隔期間的作業(yè)行為難以有效監控，特別一些惡意作業(yè)行為會(huì )盡量避開(kāi)巡視人員進(jìn)行作業(yè)。

（3）施工點(diǎn)難以有效管控。管道保護人員難以全天候守在每個(gè)施工點(diǎn)，很難完全掌握現場(chǎng)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(diǎn)。

2 管道保護新技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)分析

針對現有管道巡護模式的不足，目前光纖預警、視頻監控、智能視頻識別、無(wú)人機、光感柵欄等新興技術(shù)可以較好地解決存在的問(wèn)題。

2.1 光纖預警系統

光纖預警系統是以管道伴行光纜作為傳感、傳輸的綜合探測介質(zhì)，通過(guò)對管道周邊速度、加速度、振動(dòng)幅度、振動(dòng)頻率、聲場(chǎng)等物理量的探測，實(shí)時(shí)監測管道沿線(xiàn)異動(dòng)情況，在第三方入侵破壞事件發(fā)生前進(jìn)行“事前”預報警，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，不需要重新鋪設傳感器；可以實(shí)現全線(xiàn)路全天候不間斷報警；定位精度高，可以實(shí)現精準GIS地圖顯示及管道里程通知；識別準確度已經(jīng)達到實(shí)施應用水平。

局限：光纖可以發(fā)現并定位事件，但無(wú)法實(shí)現現場(chǎng)情況實(shí)時(shí)查看，需要依靠人力、視頻等手段復核查看現場(chǎng)情況。

2.2 智能視頻識別系統

利用智能視頻分析技術(shù)對工程機械的工作形態(tài)進(jìn)行識別與分析。在動(dòng)態(tài)的環(huán)境中，將目標識別車(chē)輛與人員、非工程車(chē)輛等背景干擾進(jìn)行有效區分，當有工程機械車(chē)輛駛入視頻監控區域時(shí)，系統自動(dòng)識別并報警。

優(yōu)勢：可以實(shí)時(shí)查看現場(chǎng)情況，直觀(guān)了解真實(shí)現場(chǎng)。

局限：攝像頭監控范圍有限，管道線(xiàn)路長(cháng)，難以全覆蓋。

2.3 無(wú)人機管道巡護系統

提前沿管道設定航線(xiàn)軌跡，無(wú)人機在管道上方定期飛行，將管道沿線(xiàn)的圖像信息傳回監控終端，定時(shí)更新管道地表、地貌及環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化圖像。同時(shí)與光纖預警系統聯(lián)動(dòng)，實(shí)現光纖預警系統報警后，無(wú)人機自動(dòng)啟動(dòng)飛行至預警點(diǎn)現場(chǎng)查看。

優(yōu)勢：可以定期自動(dòng)航拍更新管道上方環(huán)境情況，可以與其它報警系統聯(lián)動(dòng)，實(shí)現自動(dòng)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(xiàn)形材質(zhì)打造，可以簡(jiǎn)易布防。對于已知的受控施工點(diǎn)區域，可以快速布設光感柵欄，對受控區域進(jìn)行禁行布防。當有車(chē)輛、人員闖入該區域，光感柵欄將及時(shí)推送報警信息。

優(yōu)勢：可以快速簡(jiǎn)易的布防受控區域。

局限：只針對特定區域的受控管理，對管道全線(xiàn)尚無(wú)有效的解決方案。

3 管道保護新技術(shù)推廣應用思考

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

3.1 劃定響應級別等級

根據高后果區、人員分布區域、建筑設施分布情況等信息劃分區域風(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。不同等級區域相同報警事件的風(fēng)險等級也不相同。明確復核方式，保證線(xiàn)路管理人員在接到報警信息后，根據報警等級有針對性地進(jìn)行復核響應，保證高后果區、高風(fēng)險區發(fā)生高風(fēng)險等級事件第一時(shí)間得到緊急響應。

3.2 報警點(diǎn)分類(lèi)管理

由于管道上方同一位置可能在一段時(shí)間內連續開(kāi)展挖掘作業(yè)，以致持續產(chǎn)生報警信號，在施工點(diǎn)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”機制，針對該時(shí)間段內相關(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，響應級別提升，事件復核更快速有效。針對受控施工區域，建立“常報點(diǎn)”管理機制，定期梳理，減少已受控區域常報點(diǎn)的報警頻次，使線(xiàn)路管理人員獲取準確有效信息，及時(shí)進(jìn)行事件響應。

3.3 報警事件時(shí)間管理

管道沿線(xiàn)的大部分作業(yè)時(shí)間具有規律性，比如鄰近居民區的施工項目夜間禁止施工，而一些渣土運輸車(chē)輛夜間則增加工作頻次；作業(yè)時(shí)間段內的正常施工現場(chǎng)監護、保障工作相對完善，事故風(fēng)險相對較小，而其他時(shí)間段內的施工作業(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(diǎn)采取時(shí)間區段管理，正常工作時(shí)間內降低報警風(fēng)險等級或不報警，在非工作時(shí)間段內提高報警風(fēng)險等級，提高管理的針對性和實(shí)效性。

3.4 事件報備聯(lián)動(dòng)機制

日常巡線(xiàn)中收集到的施工信息、報警信息等來(lái)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，現場(chǎng)又發(fā)出光纖預警，需要緊急進(jìn)行復核。又如視頻智能識別抓拍到了工程施工車(chē)輛進(jìn)入監控區域，但是光纖預警并未報警，可能只是車(chē)輛臨時(shí)通過(guò)情形。需要建立事件報備方聯(lián)動(dòng)機制，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(cháng)，主要從事管道保護管理工作。陳良， 1988年生，助理工程師，主要從事管道保護管理工作。