方迎潮 梁栋 吴东容 席国仕 刘小晖

国家管网集团西南管道公司

背景

西南管道公司所辖管道超过10000 km，主要分布于川渝滇黔桂等地，其中70%是山地管道，地质灾害风险突出，加上外载荷、环焊缝质量和高后果区风险叠加，给管道安全运营带来极大挑战。为增强管道安全生产的感知、监测、预警、处置和评估能力，解决山地管道管理难题，建设了集信息化、智能化和可视化为一体的管道地质灾害监测与预警平台，被列入工业和信息化部、应急管理部《“工业互联网+安全生产”行动计划（2021―2023年）》试点应用场景。平台建设项目获省部级科技进步二等奖1项，形成公司企业标准2项，出版专著1套。

功能

（1）平台架构。平台基于HTML5技术，采用B/S架构模式，主要由感知层、网络层、应用层三部分组成（图 1），实现数据采集、传输、存储、分析与展示（图 2）。

图 1 地质灾害监测与预警平台架构

图 2 地质灾害监测与预警平台界面示例

（2）平台功能。包括地图展示、实时监测、历史数据、预警预报、报表管理、系统管理等功能模块，实现管道地灾的实时监测与管理。同步研发手机版“地质灾害监测预警APP”，具有监测数据浏览、预警信息查看、现场信息反馈上报等功能，实现“现场+后台”的互动。

（3）技术特点。采用3sigma算法实现异常值消除和过滤；利用最小二乘支持向量积实现缺失值的填补；结合实际情况构建了每个监测点独有的自学习、自修正的阈值模型；根据监测的历史数据，利用长短时间记忆网络分析预测灾害未来一周的发展变化趋势。针对不同灾害类型和危害方式，初步构建了灾害体形、管道本体、外部影响因素等的三维预警判别矩阵模型，实现管道地质灾害综合预警。

（4）管理措施。制定监测与预警平台管理办法，统一管理、分级负责，实现集中监视与属地巡检的结合。根据不同的预警级别设立红黄蓝三色预警体系并推荐处置措施。建立预警生成、信息确认、信息发布、处置反馈、预警关闭一套完整闭环流程。

编制相关技术标准规范，为工程建设提供依据，确保监测设备选型的合理性、监测点位的科学性、监测工程的有效性。

（5）应用效果。平台已在中缅、中贵、兰成渝、兰成等9条油气管线上载185个监测点，包括滑坡、水毁、采空区、堆土区、高后果区、跨越、隧道、焊缝等风险类型。布设998台多类型智能感知监测设备，包括地表位移计、河道下切监测仪、雨量计、应力应变计等设备类型。日均监测数据达3万条，监测数据总量超过3千万条。

平台先后发布预警500余次，成功预警中缅线K321滑坡、中贵线K466+500 m滑坡、中贵线K1294+979 m滑坡等多处风险，均通过及时采取应急措施，消除了安全隐患，避免了事故发生。监测的河道下切数据为马元河、瑞丽江等管道大开挖穿越河流段治理提供了数据支撑，辅助管理部门决策。

启示

（1）地质灾害监测与预警平台实现了从静态分析向动态感知、事后应急向事前预防、单点防控向全局联防的质的转变。

（2）由于地灾风险点数量多类型复杂，发育处于动态变化中，需要增设现场监测点，以不断完善监测网络，实现沿线地灾的全面管控。

（3）需要持续实践和技术迭代升级，提升监测数据分析处理技术，优化预警模型，将专业人员多学科综合判断经验转化为知识库，形成专家系统。

作者简介：方迎潮，西南管道公司技术中心工程师，主要从事管道地质灾害防护方向的科研与技术服务工作。联系方式：028-62721630，1176988203@qq.com。