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管道研究

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基于信息技术的管道智能巡检平台应用实践

来源:《管道保护》杂志 作者:王飞;胡生宝 时间:2020-11-17 阅读:

王飞 胡生宝

国家管网集团西气东输银川管理处

 

摘  要:管道巡护能有效防止第三方引起的管道损伤及违法占压事件发生。目前管道巡护质量监管存在时间和空间盲区,巡护质量风险对管道安全造成威胁。结合长输管道巡护工作,应用信息技术创建了管道智能巡检平台,尝试用于管道巡护管理工作中,取得明显效果。

关键词:移动互联网;数据;实时跟踪;巡检轨迹;智能巡检;天然气管道

 

 

目前管道巡护质量监管一是采用GPS打点统计、现场巡检痕迹卡填写统计;二是在巡检时间段内人工随机抽查。都是事后监管手段,存在工作量大、覆盖范围有限、问题纠正滞后等问题。为加强巡护业务管理,掌握巡护质量管控主动权,在管道行业推进智能管道、智慧管网战略背景下,创建了基于信息技术的管道智能巡检平台。旨在提高管道巡检工作的智能化监管水平,为保障管道安全运行提供支持。

1 智能巡检平台

1.1 设计框架

按照“需求导向、顶层设计、分步实施、创新驱动”的建设原则,应用移动互联网、云计算、大数据等信息技术,融合各类安全预警系统实时报警数据,建立管道智能巡检平台,形成一体化管理。平台框架包括智能感知层、数据平台层、智能分析层、智能决策层四个部分(图 1)。

1.2 平台应用

基于信息技术的管道智能巡检平台由实时GPS巡检器、通讯网络、监控管理中心、 GIS地理信息系统组成。巡检人员佩带GPS巡检器,实时接收卫星发送的经度、纬度、时间等位置信息,显示在巡检器屏幕上。到达指定巡检点后,就该点所发生的情况选择事件,将定位信息及事件状况信息通过GPRS网络实时传回监控管理中心服务器,供管理人员分析、处理、统计、制作报表,给管理者提供科学、准确的考核依据。管理人员可随时查看各巡检人员的巡检到位情况,结合电子地图查看设备资源分布、巡检轨迹、异常点分布等,从而实现对巡检工作信息化、数字化、网络化、图形化管理,为巡检制度的落实及资源管理提供了技术保障及手段(图 2)。

1.3 平台目标

(1)巡检数据可评价、可视化展示及分析,降低管理难度,提高管理效率和水平。

(2)智能化巡检系统在线、离线自动切换,不影响正常巡检工作。

(3)免维护巡检系统,自动升级,无须人工干预。

(4)二维、三维平台之间可以动态切换,实现二三维一体化。

(5)融合预警系统数据,信息实时反馈给巡检人员,可快速到达现场及时处置异常事件。

1.4 模块功能

(1) 实 时 跟 踪 。 系 统 推 出 巡 检 数 据 一 张 图(图 3)概念,将巡检过程中的关键要素信息,实时展示在一张巡检地图中,包括巡检总人数、在线人数、班组及相关巡检人员的在线和离线情况,综合显示巡护区段的各班次巡检任务执行情况。对于单一巡检个体,在图中显示该巡检人员巡护区段内的必经点完成情况、巡检轨迹、开始时间、结束时间、有效巡检时长、巡检距离。如出现不符合巡检要求的情况,系统将实时在手机APP终端、巡检监控中心两端进行报警,自动监督纠正巡检人员的违规行为,有效削减漏巡、巡检时长不够、巡检超有效范围、超速巡检等巡护风险。系统每15秒一次实时上传巡检人员的位置、时间等动态信息,其巡检轨迹实时绘制在巡检地图中(图 4),直观显示巡检轨迹与管道的空间关系,判断巡检的有效性。

                    

管理人员根据不同区域将巡线人员编组,给每人分配巡检任务计划。巡检人员如发现管道异常,将问题照片、时间、地点、类型等信息综合编写成一条问题记录,在手机APP端实时上报智能巡检平台。平台解读上报信息并存入数据库,同时将问题信息推送至相关线路管理人员予以解决。巡检人员与平台、线路管理人员之间形成信息共享、及时处置的闭环管理生态。

(2)预警融合。系统融合振动光纤预警、地灾监测预警、智能视频监控、安保周界预警、阴极保护电位监测等实时预警数据,平台服务端和 APP及时响应和处置预警信息,完成现场任务分配、巡检人员反馈,记录现场各阶段照片和位置,流程更清晰和完整(图 5、图 6)。

                    

(3) 历史记录。系统以天为单位记录巡检人员轨迹,可按时间查询和历史回放巡检路线轨迹(图 7)。展示站队、班组、班次、已巡、应巡、开始时间、结束时间、平均速度、超范围点数、超速点数等历史任务数据。

(4)综合报表。综合报表提供巡线人员一段时间内的巡检数据分析,时间段可以自主选择。主要统计内容有:巡检人员姓名、计划名称、巡检日期、班次、开始时间、结束时间、已巡/应巡点、有效时长、巡检时长、有效里程、巡检里程、有效巡检平均速度、在线时长要求、有效距离要求、巡检速度要求等。可作为日常考核依据,据此加强对巡检人员的管理,提高巡检质量。

(5)问题反馈。采集巡检过程中发现的问题及反馈情况,根据不同类型进行数据分类汇总,系统以饼状图展示任意时期内某一类缺陷的数量及发展趋势。结合地理信息系统,通过点击某一问题数据,可将反馈的问题定位到巡检地图中,直观展示现场照片,方便了解详细情况。

(6)数据采集。统计各个巡检区段的数据采集情况,以饼状图形式展示。分为区段数据采集量饼图(按各站队),数据分类(大)饼图统计基础设施类和管道保护类,数据分类(小)饼图统计隐患信息、测试桩、里程桩、转角柱、走访信息、警示牌等数据。结合地理信息系统可将采集信息的具体位置定位到巡检地图中,给管理员提供决策支持。

(7)综合统计。实现查询某一段时间巡检工作综合情况,可根据条件选择不同巡检类型、巡检人员 查询。统计内容主要包括一段时间内上线人数、累计已巡班次、累计漏巡班次、累计巡检长度、累计有效巡检长度、累计巡检时长、累计有效时长、累计已巡必经点、累计发现问题总数等,以进度条形式对查询结果数据图形化展示。在地理信息系统中展示已设定的巡检必经点,验证规划的巡检点是否已经覆盖整个需要巡检的管道,防止漏检。

2 平台作用

(1)管道巡护质量管控的强有力工具。通过电脑终端实时掌握管道巡检人员的巡检状态,对巡检人员的当日巡检任务完成情况一目了然。变此前的巡检事后管理为现在的事前、事中管理。有效解决了工作量大、覆盖范围有限、问题纠正滞后的情况,提升了管道巡检的精细化管理水平。

(2)有效提高预警信息的处置效率。多种预警功能融合提高了信息的共享程度,使预警信息在第一时间得到现场处置。实现了快速、高效、精准处置管道预警信息,全流程闭环处理的目的。通过事前设置的计划巡检任务和照片、视频上传,可以更直观有效地加强对管道重点部位和第三方施工现场的监控。

(3)实时收集统计管道巡护工作元素。站、班组统计元素:与实时跟踪界面集成于一个界面,显示各站、各班组的人员在线/总人数对比统计图;管道长度/巡检长度对比统计图;管道有效时长/巡检时长对比统计图。个人统计元素:已巡、应巡对比;巡检时长/有效时长对比;巡检速度、应巡点数对比;以及各类型问题统计图。通过当前、本周、本月或一段时间内采集的数据,内置巡线工作量算法,评估巡线人员的巡检完成度及质量。

(4)智能化分配巡检任务。依据巡检模型参考时间变量,依据风险高低,给每一名巡护人员制定单人巡检任务并自动进行分配。每日生成巡检报表,通过分析报表中巡检任务完成率,生成有效距离、有效巡检时长等关键指标,量化巡检工作。统计巡检人员每周、每月的巡检数据,通过报表分析其总体巡检情况,找出巡检薄弱区段和环节,据此调整工作布置,辅助决策以提高巡护质量。

3 应用效果

管道智能巡检平台上线应用后,仅需1人在平台进行线上巡护质量检查,代替了线路管理员线下面对面检查。初步统计,每名基层线路管理员每日节省约3小时巡检质量检查时间,每台巡检车辆每日少行驶100公里巡检里程,仅车辆行驶费用一项为巡检单位节省费用每年超过50万元,降低了管道运行成本,节省了大量工作时间,显著提高了工作效率,为管控管道其他风险留出了更多工作时间。

4 结语

基于信息技术的管道智能巡检平台是智慧管道的发展需求,可明显提升管道巡检工作的质量水平和管理能力。实现了管道巡护管理数据、资源一张图设想,以及“让数据说话”的管理理念,推动了管道巡护系统的智能化升级改造进程。

 

作者简介:王飞,男, 1981年生, 2006年毕业于宁夏大学电气工程及自动化专业,工程师,国家管网集团西气东输公司银川管理处管道科副科长,主要从事管道储运方面的工作和研究。联系方式: 13629590203,67611961@qq.com。

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