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焦点对话(53)创新管道巡护方式的基层实践

来源:《管道保护》2024年第3期 作者: 时间:2024-5-29 阅读:

《管道保护》编辑部:线路巡护是保障管道线路安全的第一道防线,是管道企业履行管道保护法律责任的重要手段。但传统的人工巡线方式已无法适应当前的管理要求,融合运用多种技防措施可以大幅提升管道巡护的质效。如何创新管道巡护方式,构建新时代数字化智慧管网巡护体系?为深入探讨这一话题,我们特别邀请了基层从事管道管理的几位同志介绍在这方面的经验和做法,欢迎大家进行互动交流。邮箱:guandaobaohu@163.com。

 

积极探索管道智能巡护技术应用


邱春斌

国家管网集团福建公司 

线路巡护是保障管道线路安全的第一道防线,是管道企业履行管道保护法律责任的重要手段。目前管道外部风险有增无减,由于施工及农业机械装备作业能力的不断提高,在管道上方从事挖掘活动将会明显加大管道致命性损伤的风险。因此加强线路巡护工作,及时发现并制止危及管道安全的行为显得尤其重要。但是人工巡护依赖于巡线工和线路管理员等基层巡护人员的徒步目视检查,容易受到管道周边自然环境、个人经验和职业素养影响,加上流动的巡护方式,难以对管段实现全天候的风险管控,所以创新管道巡护方式迫在眉睫、势在必行。

目前,光纤预警、视频前端识别、无人机库、卫星遥感监测及施工机械动态监测等技术在管道巡护中得到了普遍的应用。从技术特点上看,光纤预警、视频监视及施工机械动态监测可全天候动态监测管道周边状态,推动管道异常事件由事后追溯向事前预警发展;无人机、卫星遥感可快速筛查核实管道异常,可实现管道周边风险的全天候监测、异常的快速核查与前期处置,这些技术将实质性提高管道巡护工作效能,新技术与人工巡护的有效融合,将为管道巡护的数字化、智能化转型提供基础支撑,这些都将加速管道巡护新范式的形成和发展。

虽然管道伴行光纤预警系统具有灵敏度高、定位精度高、抗干扰能力强、监控距离长、多点并行检测等优点,但应对现场风险等级的自适应性较差,其灵敏度高的特点导致光纤受到敷设环境、背景噪声及信号分析模型影响较大,预警模型尚未建立有效的事件威胁度判断机制。推送的预警信息中真正能威胁管道安全的机械施工占比仅18%,需要针对现场实际情况提高现场事件类型区分度,特别是快速识别非计划性和突发机械施工,建立可靠的自学习模型,根据地区和环境的不同提供更精准的预警分级。此外,在滑坡、泄漏监测等方面的应用尚需积累经验,还需增强系统的自适应性,尽量缩短人机磨合期,降低人工现场工作量,提高技术的现场适应性和可靠性。

视频监视技术和装备具备指定区域监视和图像回放功能,可实现管道跨越、人员密集型高后果区、第三方施工及打孔盗油易发区等重点区域的实时监视,可实施远程喊话,对威胁管道安全行为与异常状态进行智能识别、预警。但图片及视频识别技术能够识别的车辆和异常行为尚不全面,油气泄漏等异常信息的捕捉与报警推送尚需研究完善,管道周边环境遮挡及不同季度不同光照条件下识别准确度、AI模型识别准确率及自学习能力有待提升。

除了上述方法外,无人机结合机库自动充电技术,可实现定点定轨迹自动巡检,用于异常事件、第三方施工及疑似打孔盗油点现场快速核查、汛后地质灾害排查、高陡偏坡定点巡检等,但受续航里程、气象及空域管制等影响较大。卫星遥感技术能够在较大范围内收集和观测地形数据,可对观测区进行较为全面的监测,通过比对能够有效、快速地反映管道沿线一定范围内的地质情况变化,可实现地质灾害的早期预警和灾情评估。遥感技术使用目前尚无统一的规范,亟须研究快速、高效、自动化的数据处理方法及技术,以提高遥感数据处理的及时性,增强遥感数据获取能力。

目前各相关技术融合应用还存在一些短板需要克服,人技配合推动构建智能巡护体系应加强研究。

在技术融合应用方面,应统一各技术管道定位标尺,以便协同识别异常信号,验证匹配预警信号风险等级。新技术建设实施时应统筹视频、无人机等固定点位设置及光纤预警、遥感及施工机械动态监测实施区段,以便技术间预警信息相互核实验证,形成系统合力,提升异常信息核实效率及准确度。

在智能巡护体系构建方面,应及时调整人工巡护工作内容,并建立与工作质量评价考核适应的巡护新范式。如智能巡护必然对巡护人员能力素养提出新要求,需对现有巡护人员开展针对性培训;为及时有效管控管道线路风险,需要建立明确顺畅的异常信息预警与核实处置流程;为加强管道线路数据资产统计分析和应用强度,需建设具备强大统计分析功能的数据管理应用系统,综合考虑管道内外部风险,根据管道内外检测数据、技防系统监测预警信息、管道线路内外部作业计划等定期更新管道线路风险评价结果,动态调整巡护重点区段,系统推送每日工作提醒并辅助排定巡护路线;为便于技术升级迭代,监测终端和系统还应具备模块化、通用化、普适性等特点,以降低技术和设备更新成本。相信在管道企业、科研单位、厂商的共同努力下,管道巡护手段将更加智能、高效,管道巡护即将迎来革命性变革。 

作者简介:邱春斌,1968年生,硕士研究生,高级工程师,现任福建公司副总经理,主要从事油气管道生产运行和管道管理工作。联系方式:qiucb@pipechina.com.cn。

 

创新管道巡护方式 加强线路风险管控


谢成

国家管网集团华南公司 

国家管网集团华南公司(广东省管网公司)负责运营广东省、海南省、香港特别行政区油气管道共6387公里,其中管道途经第三方施工多发区域约占17%、人口稠密地区约占15%、地质灾害易发区域约占9%、水网密布环境敏感地区约占7%、打孔盗油易发区域约占2%。伴随着广东粤港澳大湾区、海南经济特区、自由贸易试验区建设的实施,管道本体受到外部电磁干扰和第三方施工损坏影响的风险日渐凸显,管道线路管理难度不断升高。传统人工巡线方式已无法适应当前的管理需求。通过探索和创新管道巡护方式,强化了线路风险管控。

一是利用多源数据融合有针对性制定巡护策略。牢固树立以动态风险防控为核心的管理理念,全面应用集团公司半定量风险评价技术软件,结合内、外检测报告和日常排查的风险数据,开展杂散电流干扰、地灾、第三方损坏等外部多因素耦合的管道综合风险评估,找准管道薄弱点。应用资产完整性管理系统(IMS)巡护模块,基于风险因素制定不同季节、不同区段巡护任务,重点部位设置巡护关键点,细化巡护频次,高质量编制年度管道巡护工作方案,确保巡护策略科学精准。

二是建立天空地一体化防护技术体系。综合分析管道线路风险,梳理形成应对不同风险的技术矩阵,部署天基、空基、地基的感知技术,逐步打通巡护盲区,使多元技术、智能系统间能相互协同、相互联动,提升管道周边可能威胁本体安全事件的综合感知、识别和联动响应效率。天基层面:应用SAR卫星、光学遥感卫星、雷达卫星等感知手段,快速、大范围地对管道沿线地面沉降、山体滑坡、植被及水体变化、非法侵占、第三方施工等风险因素进行监测和筛查。空基层面:应用多旋翼无人机、固定翼无人机等对潜在风险点进行高精建模,搭载不同载荷实现特殊巡检、夜间巡检、低空运输、通信中继、悬索跨巡查等,实现快速识别并及时推送异常数据。地基层面:应用分布式光纤、智能视频监控、智能阴保桩等技防手段全天候、全时域监测地灾点和管道威胁事件。


三是切实提升管道巡护管理效能。对相应区段有效安全预警信息次数、类型、时间段等进行归纳分析,总结外部干扰规律,探索建立基于有效安全预警信息统计分析结果的防护策略动态调整工作机制,不断优化“一段一策”“一季一策”。动态调整巡线工巡查的时间范围、重点巡查的管段、重点宣传的对象等,逐步建立以技防为主、人工巡护为辅的巡护管理新模式,稳步提升相应区段巡护管理综合效能。

创新管道巡护方式是一个循序渐进的过程,我们要不断总结经验教训,进一步加强管理机制和防范能力建设。

建立预警信息闭环管理机制。对现有视频监控、光纤预警等系统发布的各类自动预警信息进行分类统计,结合预警信息现场确认情况客观分析有效预警信息(对管道光缆安全有实际影响)占比,基于有效预警信息对应的现场实际作业行为,进一步优化视频监控画面智能分析、光纤振动特征信号提取模型,建立与示范段周边实际情况相适应的分析预警模型,保证示范区段典型作业行为识别预警不遗漏、无效预警信息占比不超过10%。

提高多系统协同防范能力。对于同时配备无人机、视频监控、光纤振动预警等多种类型技防设施的示范区段,应持续优化完善不同技防设施之间的协同防范机制,搭建一体化综合管控平台,实现光纤预警、视频监控与无人机联动。如光纤预警系统一旦发布有效预警信息,一体化管控平台应立即联动靠近预警位置的视频监控摄像头自动巡查,并同步将光纤预警信息、视频监控自动巡查结果推送至区段长。若最大调用范围内无固定监控摄像头,则通过一体化监控平台自动生成无人机飞行任务,待监控人员审核确认后自动执行飞行任务并实时回传现场影像。 

作者简介:谢成,1980年生,辽宁石油化工大学自动化专业,高级工程师,现任华南公司管道部经理,长期从事成品油管道运行及安全保护管理。联系方式:13533075570,xiecheng@pipechina.com.cn。

 

融合应用多种技防措施实现“1+1>2”的效果


闫杰

国家管网集团浙江省网公司 

浙江省网早在2017年就开始探索采用数字科技手段进行天然气管道巡护,从使用分布式光纤预警,到无人机、视频监控的应用,推动了长输天然气管道的巡护由传统人工巡线方式到人工与技防措施相结合的转变。

一是运用分布式光纤预警。分布式光纤预警利用了长输天然气管道伴行光缆引起的振动信号判断外部风险,是长输管道企业最早开始研究的管道巡护技术,浙江省网2020年已在2000公里管线上覆盖了这一技术。光缆就如同人的神经,全天24小时感受外部的振动信号,再通过后台一系列算法的计算分析,识别出可能危害管道施工行为的信号,并推送至前端APP,最后再由人工到现场核实报警原因。分布式光纤预警很好地弥补了传统人工巡线无法全时域覆盖管道的缺点,而且经过近几年的算法迭代,准确率也有所提高。但目前单一的使用分布式光纤预警还存在以下缺点:报警信号并不能直观告诉管理人员引起报警的具体原因,仍需要一双“眼睛”到现场确认;报警准确率还无法达到使用预期,不能完全代替人工巡线,且报警核实工作量大,达不到提高工作效率的目的。

二是运用无人机。无人机是可以从空中直接对现场进行全方位观察的技防手段,能够轻易飞临很多人工徒步难以到达的地方,为管理人员提供一双会飞的“眼睛”。浙江南部管道大多沿山区敷设,2019年,浙江省网就已在10个地市配置小型无人机,线路管理人员通过手操控制无人机大大提高了山区管段的巡线效率。尤其是在极端天气气候事件发生后,第一时间采用无人机对地灾易发的山区管段进行初步核查,为排查治理提供了一手资料。此外,无人机还在高后果区、第三方施工、管道沿线地貌的影像采集上有较多应用。但无人机也存在限飞或禁飞区、恶劣天气下无法飞行等限制,无法做到管线全覆盖。目前在法律法规层面,对于预定航线的无人机自动飞行还没有明确的管理规范,若无人机在自动飞行时发生坠毁伤人,事故责任没有明确的权责划分,导致一线员工在使用时有所顾虑。

三是运用视频监控。浙江省网在Ⅲ级高后果区全部安装了摄像头,但因无法做到24小时人工监屏,并没有达到提高管理效率的目的。近几年来图像识别算法迅速发展,根据分析物体特征已可以通过视频图像自动识别人脸、施工机械、车辆等物体,这相当于让“眼睛”有了自己的“大脑”。2023年浙江省网在全省Ⅲ级高后果区、第三方施工密集区、重点穿跨越管段布设了40套带智能识别报警功能的摄像头,只需要在监控画面中画出管道位置和左右的电子围栏区域,系统就可自动识别出侵入围栏区域的挖机并进行报警,大大提高了对外部风险的控制能力。但受制于管道企业自身的资源,线路视频监控的用电和通信大多采用太阳能和物联网卡,设备在线稳定性较差。建议地方政府在有条件的区域开展试点工作,统筹协调交通、市政部门共享视频监控画面,提高视频监控的使用效率。

如何融合应用各种技术手段,实现“1+1>2”的效果,可考虑采取以下措施。

一是将分布式光纤预警作为触发信号。当光纤感知外部活动触发报警后,若附近有视频监控,系统能够直接调用监控获取现场画面;没有安装视频监控的地方,也可一键下达命令给在机库待命的无人机,无人机根据报警信号的坐标自动飞行至现场上空拍摄画面。管理人员通过视频监控或无人机拍摄画面初步了解现场情况,判断是否为误报警,从而减轻了分布式光纤预警系统报警核实的工作量,提高了工作效率。

二是建立配套的管理制度,促进融合技术应用落地。根据成熟的融合应用技术方法,企业应及时调整现有的管道巡护管理制度,合理降低巡线人员的数量配置,减少巡线频次,真正实现降本增效的目的。

三是加强政企民合作,根据实际分类施策。统筹利用好各级政府和企业的各种资源,比如公安、气象、电力、通信等专业的相关技术平台,加强横向间合作,结合管道沿线风险识别和评估结果,充分考虑不同管道(管段)本体、自然环境和社会环境的风险差异,建立智能感知技术与人工巡线相结合的管道智能化分级、分类综合巡护模式。

四是研究建立集中监视机制。通过IMS系统安全预警子系统,将各监测系统数据进行汇聚,实现报警信息的统一展示和综合分析;利用WeACT和巡检APP等移动终端,实现对不同角色预警信息的及时推送和预警信息处置闭环管理监督。固牢“人防底板”,锻造“技防长板”,实现“人机”互动,全面提升管道线路风险管控质效。 

作者简介:闫杰,高级工程师,现任浙江省天然气管网公司管道管理部经理,主要从事管道完整性管理、管道保护管理等工作。联系方式:0571-81727039,1005387106@qq.com。

 

管道线路巡护方式的创新之路


赵冬野

国家管网集团西气东输公司 

管道线路巡护是维护油气管道线路安全的一种管理方式。传统的管道线路巡护,以人工徒步巡护方式为主,靠巡线人员的责任心和执行力来观察、发现、处理管道周边的各类风险和隐患。

信息化时代相较于传统的线路巡护已经有了很大的进步,管道巡护手段呈现多样化特点。

一是运用卫星导航。最早使用基于GPS定位的手持终端,通过到每处巡检点位采集GPS信号的方式进行定位,场站管理人员可以在后台调取巡检信息,如巡检时间等,对巡线工作进行考勤。随着智能手机的应用,逐渐发展到采用安装APP巡检软件的方式进行日常巡检信息的采集、跟踪,工作人员不但可以对现场进行定位、拍照,也可以进行简单的情况描述,实时通过互联网传至系统平台,便于管理人员查看,巡护手段相比以往有了明显进步。

二是运用光纤预警系统。将管道同沟敷设的通信光缆作为传感器,实时感应管道沿线的土壤振动信号,通过智能识别分析,对威胁管道安全的机械施工、人工挖掘和自然灾害等危险事件进行预警和定位,并推送给工作人员进行相应处置。

三是运用无人机巡线。采用固定翼或多旋翼无人机搭载高清分辨率变焦以及红外热成像云台或其他设备,通过无人机前端AI算法自动识别、发现管道周边的各类威胁事件,高空拍摄捕捉细节收集信息,将巡检数据及时记录回传,便于数据分析,及时根据巡检结果给出相应的对策。

四是运用视频监控。在管道线路一些关键点位如第三方施工点位、人员密集场所设置视频监控系统,通过在监控探头前端嵌入算法,自动识别管道周边如人员聚集、重车碾压、机械挖掘等各类异常事件,将预警信息传递给监控中心。


五是开发了一体化监控平台。将光纤预警与视频监控、无人机系统进行了集成联动,比如监控平台接收到光纤预警系统探测到的挖掘信号后,自动将任务分配给附近的无人机机巢,机巢派出无人机赶赴现场做进一步核实确认,或者监控平台自动调取附近的视频监控探头进行观察核实,确认影响管道安全的威胁等级后,再视情况是否通知工作人员赶赴现场,从而提高线路巡护的质效。

以上是当前管道企业用于管道线路巡护的一些技术手段,各类预警系统虽然都采用了基于前端感知的智能识别技术,但算力算法呈现出碎片化状态,未对智能识别技术进行系统的整合。即使同一家管道企业在数据管理方面也面临着一些问题,比如未建立数据湖,因此也就无法实现以数据为导向,形成数据集成、数据治理及数据检索能力,无法通过与各类外部异构数据源交互集成。

因此,构建数字化智慧管网巡护体系成为迫切之需。以数字化转型为契机,建立管道企业统一的数据底座,打破数据孤岛,确保源头数据准确,将内外部数据整合在一起,对数据进行重新组织和连接,让数据有清晰的定义和统一的结构。以数据驱动为核心,结合无人机、地理信息、前端AI识别和物联网技术,结合管道路由环境特点和巡护现状,利用无人机库作为管道巡护的补充;以可视化巡护平台为中心,融合无人机监控平台、智能视频监控、光纤预警、地质灾害监测和巡护人员车辆管理系统等多个平台。综合管理多源数据,实现“人防+物防+技防+信息防”等手段高效结合,实现信息共享、数据互通,通过端、边、云协同构建省公司和作业区两级多源异构数据融合管控,构建智慧化管道巡护体系。

应该注意的是,推广高科技手段并不能完全替代人工巡检的作用。根据管道保护法的规定和地方政府的要求,管道企业应有一支专业的高素质巡护队伍。我们的员工每天穿着橙色工装在管道沿线巡查,不但可以及时开展维修维护,收集风险信息,主动预防事故发生,更重要的是有利于塑造管网形象,提升管道作为国家重要基础设施的影响力。巡护队伍作为管道保护法的“宣传队”“播种机”,对于发动群众参与和支持管道保护工作,改善企业外部运行环境具有重要作用,从而实现在源头上管控风险,降低成本,这是各种技术手段所无法替代的。 

作者简介:赵冬野,1982年生,硕士研究生,毕业于东北石油大学油气储运专业,现任西气东输公司管道部副经理,主要负责管道线路巡护、第三方风险管理、高后果区管理、管道腐蚀控制、管道检验检测等工作。联系方式:021-50958095,zhaodongye@163.com。

 

提升空天地巡护方式的交互感知能力


王朝璋

国家管网集团甘肃公司 

国家管网集团甘肃公司目前运营甘肃、青海境内约1万多公里的油气输送管道,地理和社会环境比较复杂,提升管道外部安全、创新巡护方式,进而建成与实体管网精准映射、同生共长的数字孪生体,打造具备“全方位感知、综合性预判、一体化管控、自适应优化”功能的智慧管网平台,是当前和今后一项极其重要的工作。公司以风险管控为原则,以优化资源为目标,选取具备条件的兰定支线管道,借助“云计算、大数据、物联网、人工智能”等新一代信息技术手段,将无人机巡护、视频监控、光纤预警等技防措施与人防相融合,构建“高位视频+低位补盲+无人机巡护+人工巡检+振动光纤”五位一体的空天地交互感知巡护方式,实现对管道周边环境状态数据及时全面采集、传输和存储。通过基于大数据和知识图谱的分析计算模型,提升人机对话水平及效率,统筹辅助决策,在保障管网安全输送和高效运营方面取得了较好效果。

兰定支线管道于2017年投产,管道主要沿山地敷设,高程起伏较大。巡检道路陡峭难行,断头路多达26处,部分管道实际里程仅3公里,人工巡线则需绕行约20公里。人工巡检难度大,效率低。为及时掌握管道现场情况,在人员无法到达的区域采用了无人机进行巡护。在人员密集型高后果区、第三方施工易发等高风险管段,布设了智能视频监控设备实时监控。同时实现了全线的光纤预警功能。

2014年,在原有技防手段的基础上,甘肃公司利用兰定支线管道沿线存量铁塔,新增高点智能监控及无人机巢,完成了除禁飞区外的管道视频监控全覆盖。人员密集型高后果区使用固定视频设备实施全区域、全时段不间断视频监视,施工易发、频发地段使用固定视频设备按照施工时段开展不间断监护。智能巡护中所有视频类设备均具备AI人工智能识别功能,可实时识别挖掘机、旋耕机、推土机、重型车辆、岩芯取样钻机等重型机械及火焰、烟雾等异常特征。日常情况下,无人机在管道正上方每日巡检3次,人员密集型高后果区、高风险点24小时视频巡护,其余地区视频巡检每日3次。特殊时期及异常情况下,随时增加巡检频次,在不增加巡护成本的基础上,降低巡护人员在危险环境内的活动风险,提高了巡检覆盖率。

多种技术手段的应用大幅度提升了巡护工作的效率。但随之而来也出现了巡护成本增加、各种技防措施相互割裂等矛盾问题。表现在多技术手段、多系统间缺乏相互感知功能,导致报警数据过多,管理难度增加,现有管道巡护方式仍需要进一步创新。为了解决好这个问题,我们在兰定支线初步实现了光纤预警与管道视频监控的交互验证功能,当边缘设备触发报警,系统将同步调动报警范围内的其他设备进行验证,若确认为异常情况,系统自动将管线位置、异常情况等信息分级推送至管道管理人员,由其进行远程或现场确认,并在移动终端完成核实反馈、信息圈闭等任务。若交叉验证为误报警,系统将通过机器学习等人工智能技术进行自适应优化,提高报警识别的准确性。初步实现了管道外部环境数据快速感知、实时监测、交叉确认、联动处置、迭代升级的功能,提升了本质安全水平。

未来智能管道的依托系统不再是简单的信息管理系统,而是具备感知、分析、指挥和控制的生产与资产运维管理系统,从而实现对管道线路全区域、全时域的泄漏监视、检测与预警,达到重点管段信息100%数字化采集与分析,提升管道本质安全和运行效率。我们要抓住智能化、数字化等带来的机遇,紧跟变革步伐,加快发展智能管道,推动智慧管网迭代升级,通过生产力和生产关系转变,驱动新质生产力的发展。

 作者简介:王朝璋,1983年生,高级工程师,研究生学历,现任国家管网集团甘肃公司管道部副经理,长期从事管道管理工作。联系方式:0931-4529154,wangcz03@pipechina.com.cn。

 

创新山区管道巡护方式 实现高质量巡护目标


贺小康

国家管网集团西南管道贵阳输油气分公司 

西南管道贵阳分公司负责运营的中贵、中缅天然气管道,途经喀斯特地貌,94.7%的管段地处山区,山坡与沟壑连绵起伏,翻越陡坡的最大坡度达到78.9°,属于典型的“V”字形大落差山地管道。沿线河流众多,植被覆盖茂盛,巡护通道不畅,巡线工在平地徒步巡护5公里需要2小时,而在山区至少要花费4至5小时。频繁地爬坡上坎,不但增加了巡护人员体力消耗,还存在较大安全风险,巡护质量也难以得到保证。

在长期实践中我们认识到,在复杂的山区管道环境下,要想提升巡护质量和效率,打通巡护通道是基础,实施差异化巡护是关键,推行专业化、智能化巡护是必由之路。

一是打通巡护通道。对无人区段巡护通道进行清理维护,为巡护工配备柴刀,方便清除杂草杂物,确保管廊带无杂草覆盖,视野通畅。对穿越河沟的巡护通道进行评估,有条件的搭建便桥,不具备条件的根据流量情况在旱季或雨季选取通行或绕行的方式。对陡坡、陡坎段修建简易便道或步梯,尽可能打通巡护通道,以降低巡检难度和保证人身安全。

二是实施差异化巡护。山区管道三大风险(本体、地质灾害、第三方损坏)分布存在较大差异性,不同管段在不同时段的风险和数量不同,造成了巡护难度和巡护时长不一。作业区在分配巡护任务时综合考虑这些因素,采取“一人一段一案”,巡护难度较大的陡坡段缩短巡护距离;高风险段合理增加巡护频次,缩短巡护距离;低风险管段降低巡护频次,增加巡护距离。对部分难以开展徒步巡线的高陡坡段,通过采取地灾监测、视频监控、无人机、望远镜辅助及定期组织专业攀岩队伍排查的方式进行巡护,逐步取消日常徒步巡检。


三是推行专业化、智能化巡护。随着管道安全形势对管道巡护工作要求的提高,巡护工年龄偏大、文化水平低等不足日益突出,推行专业化、智能化巡护迫在眉睫。通过增加巡护工作资金投入,由业务外包单位聘用年龄及学历达到一定条件的巡护工及巡护管理人员,采取专业化培训、绩效考核等手段组建一支专业化巡护队伍。通过构建“空天地”一体化平台,以卫星遥感、无人机、智能视频监控、地灾监测、光纤预警、智能测试桩等技防措施逐步替代人工巡检。优化自动巡护、智能监控、智能响应等程序的设备功能及算法,提升风险识别精度及智能响应决策的水平,有效解决人工巡检存在空档期的问题,实现全天候监控。当前应先组建专业化队伍,然后逐步增加投入,完善相关技防措施,最终达到智能化无人巡护的目标。

创新山区管道巡护方式,除了采取以上措施外,建议尝试通过租赁管道沿线集体土地的方式,获得管道用地权利,以有效解决某些协调难度较大管段的用地问题,确保管道相关工程顺利进场施工。同时,在租赁土地上增加硬隔离、视频监控后可减少或取消人工巡护,也可将租用的土地免费提供给老百姓耕种,与之签订互保协议,协助开展管道保护工作。对一些租用费用较高、企业难以承受的地段,也可以通过有偿方式与土地使用权人达成管道保护协议。 

作者简介:贺小康, 1981 年生,硕士研究生,高级工程师,现任贵阳输油气分公司副经理,主要从事管道管理工作。联系方式:15329601661,695207819@qq.com。

 

珠三角地区管道巡护管理创新实践


陈伟鹏

广东大鹏液化天然气有限公司 

广东大鹏液化天然气有限公司(以下简称大鹏公司)所属444公里的管线,设计运行压力为9.2兆帕,向深圳、惠州、东莞、广州、佛山五座城市提供涉及约7000万人口的用气需求,是粤港澳大湾区重要的基础能源通道之一。

管线路由地处珠三角经济最发达的区域,穿越了庞大交错的路网、水系、农田和山林,工贸生产和城乡生活聚集地星罗棋布,地表环境非常复杂,高后果区比例高达62%;沿线有大量的工程建设和工农业生产活动,持续高位影响管线运行安全。为有效防范管控外部风险和解决因职能部门分散对管线巡护现场人员支撑不力,巡护人员线性分布预警信息传递、共享和处置指挥协同难度大及户外工作安全风险高等问题,大鹏公司在巡护管理和技术领域大胆探索、积极进取,为公司持续向珠三角大湾区安全、平稳供气奠定了坚实的基础。

理顺管理界面,细化流程分工。2011年,大鹏公司成立了管线保护及项目部,把管道维抢修、项目建设和管道保护等业务归属到一个部门,整合了涉及管线外部风险管控及治理环节的全部要素,管线外部安全问题部门内即可闭环完成处置,为管道巡护人员在现场开展工作提供了全方位的支撑。为理顺内部管理界面,在制度体系建设方面公司先后发布文件51份,规范了各管理要素,明确了目标任务、岗位职责和考核标准,细化了流程分工。开创性地把管线安全保护业务划分为“巡”和“护”两个专业组,管线保护组负责管线事件处理,专职负责对外协调,统筹公司的管道保护工作;管线巡护组专业负责安防力量的布置、预警、防控等管线现场工作,主抓信息预警和现场管控。两个专业组既相互协作又各有侧重,其意义在于通过深挖专业潜力提高专业管理效能的同时,及时准确识别、预警管线现场危害因素,为有效管控外部风险提供体系机制和专业能力保障。

运用信息化技术,助力巡护管理。通过持续开发和优化,把管线巡护关键业务流程植入管线安防数字信息系统,配合手持终端现场数据采集,实现了实时监控、数据统计、信息分享、指挥协同、风险评估和方案定制等业务的信息化。巡护人员野外巡查和事件处置情况同步在线接受各层级管理人员专业指导,做到“不明白的事情在线问、不正确的事情在线纠正”。通过系统自动完成预警信息分发、人员考勤、绩效考评和实施在线培训等业务,扎实践行“制度管人,流程管事”,提升巡护人员人身安全和工作质量水平。巡护人员在巡检过程中,如发现标桩、警示牌损坏可立即通过手机终端上传申请维护,系统会自动分发信息至有关作业组,直至施工人员完成维护从而落实闭环管理,节省了大量的人工造表统计时间,提高了工作效率。管线巡护人员一般都是线性分布,独立巡检或是执行看护任务,一旦对危害因素辨识不到位很容易造成“一人失误,满盘皆输”的局面,但通过已经建立起来的巡护交互系统就可以做到事前或事中干预和协同应对。2023年11月5日,管理人员审核巡护队员下班前上传的工作照,发现某第三方正在拆除管线5米内一处电杆上的电力设备,研判对方可能会在夜间移除这根电杆以推进他们的项目,遂通知视频监控员重点关注此工地动向。当晚21时30分,夜间监控员发现第三方人员进入管线5米内准备实施机械作业,立即线上预警通知有关人员。收到预警信息后,巡护组立即安排最近人员10分钟内到达现场劝阻,25分钟内区域应急支援人员到达现场警戒,处置过程同步线上汇报,管道保护组了解情况后立即协调政府主管部门跟进。22时13分,在政府主管、公安等部门的协助和沟通下,施工单位将已经开挖的管沟进行回填,保障了管线安全。

运用新技术手段,解决痛点难点问题。公司充分发挥新技术、新科技产品在管线巡护预警中的作用,开展“空、天、地”一体化巡护试点,积极落实 “机器替人、人工智能减人”的方针政策。2020年,探索运用无线智能视频监控系统用于管道高后果区安全管理,前端监控设备由太阳能供电并借助物联网、人工智能等信息技术实现智能预警和信息推送,并取得了相关知识产权认证书;2024年2月,启动了利用无人机针对山区段管道辅助巡线的试点项目,可在山区段部分替代人工巡检。这些新技术手段的运用,有效推进了“人防、物防、技防和社会防”四防的融合应用,解决管线巡护人员野外工作安全风险高、巡线质量不稳定、人员组织招聘困难等问题。

大鹏公司在管道保护的前沿阵地持续创新,有效开展管道保护工作,为确保管道安全竖起了一道重要屏障。 

作者简介:陈伟鹏,1976年生,安全工程专业,现任广东大鹏液化天然气有限公司管线保卫高级经理,主要从事管道巡护等管理工作。联系方式:13660505446,chen.bob@gdlng.com。

 

运用TPDC巡护方式防范打孔盗油


杨新镇

中国石化胜利油田分公司油气集输总厂 

胜利油田曾经是打孔盗油犯罪活动的“重灾区”。有关部门和一线员工通过多年实践探索,总结了TPDC管道巡护方式,使油田打孔盗油现象得到有效遏制,保证了管道安全运行,减少了企业经济损失,维护了管道周边生态环境。

一是分析案发时间规律(Time)。对近年来发生打孔盗油的次数按自然月份进行统计,将Ⅰ级风险月份(黄色预警窗口)打孔盗油次数N设定为:1≤N;Ⅱ级风险月份(橙色预警窗口)打孔盗油次数N设定为:1<N≤3;Ⅲ级风险月份(红色预警窗口)打孔盗油次数N设定为:3<N。根据实际打孔盗油次数可适当修改设定值。通过数据统计分析出打孔盗油时间主要集中在11、12及1月份,加强了这一时段的治安防范。

二是划分案发重点区域(Place)。对历年来发生打孔盗油的区域进行统计并在地图上进行标注,将A级风险地域(黄色预警管段)打孔盗油次数N设定为:1≤N;B级风险地域(橙色预警管段)打孔盗油次数N设定为:1<N≤3;C级风险地域(红色预警窗口)打孔盗油次数N设定为: 3<N。根据实际打孔盗油次数可适当修改设定值。通过数据统计分析出打孔盗油地点主要分布于田间地头,近年来随着定向钻技术的应用,将管道周边闲置房屋院落也作为防范重点。

三是采取综合防御措施(Defense)。针对犯罪活动的特点,因地制宜采取人防、技防等措施进行防范和打击。

人防措施方面有“四字”巡线法。“望”:观察管线周边有无动土、可疑人员、可疑车辆停留;“闻”:通过气味判断管线有无泄漏;“问”:询问管线周边村民有无可疑人员、可疑车辆的出没;“思”:收集巡线过程发现的问题,思考解决问题的办法。还有“五结合”工作法。白天巡线发现可疑情况与夜间巡线重点防范相结合;管线监控报警系统分析与现场蹲守排查相结合;插牌监督与巡护制度落实相结合;人员徒步与车辆巡护相结合;居民爱线护线宣传与举报奖励机制相结合。

技防措施方面主要是提升输油管道智能化管理水平,实现管道治安安全的管控升级。建设三维智慧管道综合管理平台,实现对输油管线科学有效的管理,降低成本、提高工作效率和管理质量;建立负压波管道泄漏监测系统,当管道发生泄漏时能够快速、准确地定位出泄漏地点;建立热成像防盗监护系统,有效弥补输油管道点多线长、地理环境复杂和巡检空档期的监护。同时还为巡线人员配置了远红外成像仪,便于巡检人员夜间观察管线周边出没的人员、车辆。采用无人机对管线周边各类院落、特殊地形、重点区域进行观测,杜绝巡检盲区。

联防措施方面建立了内部系统管理、部门融合的一体化运行模式。生产、技术、信息、安全、综治、巡护等多部门同频联动,集体会商研判,定期开展技术交流。

四是实现控制目标(Control)。围绕零打孔盗油、零新生占压、零泄漏污染、零伤害事故目标,做到了对管线途经的河流、农田、村庄等地貌特征、新增建筑物、通车路口等情况排查摸清到位;巡线人员分段承包,确保了全方位、全天候24小时巡查责任制落实到位;与沿线派出所加强合作,联防联控措施到位;运用各种技防手段严密监视管线运行,发现问题及时果断处理到位;在沿线村庄建立信息联络员制度,各类信息及时掌握到位;对犯罪分子采取蹲坑守候等措施,现场抓捕打击到位;利用探管仪随时查出隐藏的打孔盗油卡具,提前防范减损到位;建立专项奖励基金,对于忠于工作值守、破案有功的班站和人员考核奖励到位。通过采取以上综合措施,有效打击和遏制了侵犯国有资产的犯罪行为,油田治安秩序明显好转,近年来打孔盗油案件持续大幅度下降。 

作者简介:杨新镇,1972年生,油气管道保护主任技师,主要从事管道完整性管理、管道保护等工作。联系方式:13963369900,1263369900@qq.com。

 

提升智能化水平 做好董潍管道巡护工作


刘可 于守水 李长东 薛强 王晓刚

山东港联化管道石油输送有限公司 

山东港联化管道石油输送有限公司主要负责董家口港—潍坊—鲁中、鲁北输油管道(简称:董潍管道)全部三期工程,途经青岛、潍坊、东营、滨州、淄博5个市,单线总长900余公里。配备2支专业巡护队伍(管道巡护队伍,外包巡护队伍),4支专业维抢单位(应急维抢修、零星维修、电气维保、自控维保)。公司遵循《山东省石油天然气管道智能化建设实施方案》要求,利用先进的设计理念、检测技术,加强智能化技术应用,提升管道智能化保护水平,2023年实现了“零打孔”目标,被评为“山东省管道安全保护工作先进集体”。

一是利用无人机开展辅助巡查。采取小型无人机对管道沿线可疑房屋、院落侦察,及时发现问题。针对盗油分子常用“青纱帐”掩护实施违法行为,使用大型无人机每天在管道正上方进行60~100公里巡查,与周期性徒步巡查相结合,对盗油分子起到了震慑作用。

二是建设泄漏监测与定位系统。采用负压波和模型法对比方式,实时监测管道沿线压力和流量变化,以趋势图的形式显示波动值,泄漏检测与定位系统采取总调控中心和站控两级人员24小时值守监控,做到第一时间发现第一时间处置。

三是运用卫星定位系统管理。卫星定位巡线系统能够自动统计每天的巡线质量,形成列表并进行储存、查询。成立卫星定位监控专员,四班两运转,24小时通过卫星定位系统对巡线质量进行管控。

四是开展光纤预警系统监测。以管道同沟敷设的光缆作为检测元件,实时检测在管道上方100米范围内的振动源,并根据振动强度,自动将报警信息分为人工挖掘或机械挖掘,将报警信息自动推送到手机APP。

五是全线覆盖视频监控系统。每2公里安装1处视频监控,利用视频天网系统实现了董潍管道全线视频覆盖,并通过视频轮巡对全线进行逐一查看,及时发现管道附属设施设备存在的问题和危害管道安全运行的行为,在实现人防技防优势互补的同时,也弥补人员巡护的不足。

六是广泛使用阴保智慧化系统。安装智能阴保测试桩,每天定时自动采集管道保护电位、腐蚀电流、管道自然电位等数据,可同步后台查看数据。

七是建立水击超前保护系统。依托SCADA系统的数据采集功能,在各站场安装水击超前保护专用PLC,在管道异常状态下通过PLC控制,顺序停泵、顺序关阀,能够有效避免水击对设备的破坏,保障管道工艺安全。

在积极推行管道巡护智能化管理的同时,公司也保留一些行之有效的传统巡线方式,如在重点管段增加夜间车辆巡查。通过密集非规律性巡查冲散打孔盗油犯罪行为。

在管道沟渠浅埋点上方修建便桥,在进行物理防护的同时,打通了巡检通道,实现沟渠正上方巡查。实施每8天一轮的巡查制度,加强外包巡线工驻站管理。建立安全保护联席会议,及时研究巡线中存在的问题,对每月工作进行点评和部署。增加视频监控员,缩小必经点的打点距离,保证巡线质量。

为了进一步提升公司智能化管理水平,公司后续将采取以下措施:加强智能化设备的维护和管理,建立完善的设备管理制度和维护体系;加强智能化系统的集成和兼容性建设,推动各系统之间的数据共享和协同工作;加强技术研发和创新,不断引进新技术、新设备,提升智能化管理的科技含量和实用性;加强人员培训和素质提升,提高员工对智能化管理技术的掌握和应用能力;加强与相关部门的合作与交流,共同推动管道巡护智能化管理工作的深入发展。 

作者简介:刘可,1997年生,毕业于东北大学,助理工程师,就职于山东港联化管道石油输送有限公司,主要从事管道完整性管理、管道安全管理等工作。联系方式:13012401320,584825317@qq.com。

 

加大技防投入 保障管道外部安全运行


海军

国家管网集团湖南公司

 

湖南公司所辖管道途经华中地区,近年来随着国家中部崛起政策的出台,管道沿线第三方施工数量突增,人员密集型高后果区数量呈上升趋势。2023年识别出高后果区291段,长度446.92公里,占管道总长的20%,管道周边风险较高,主要表现在以下几个方面。

第三方施工管控难度增加。仅2024年第一季度管道周边第三方施工总数达到721个。由于管道周边群众对管道保护法认知度不高,安全保护意识不强,沿线各级地方政府管道保护主管部门普遍未设置管道保护执法队伍,处罚力度较弱,造成违法施工损伤管道及其附属设施屡禁不止,管控难度越来越大。

控制高后果区增量存在一定困难。按照《石油天然气管道保护法》第三十一条规定,在管道周边修建居民小区等人口密集的建筑物及易燃易爆物品的生产、经营、存储场所的,建筑物、构筑物与管道的距离应当符合国家技术规范的强制性要求。原国家安全监管总局等八部委138号文件规定,认真管好人员密集型高后果区存量,严格控制人员密集型高后果区增量。但目前缺少“国家技术规范的强制性要求”,新增高后果区一般采用定量评价的方法确定安全距离,但影响评价结果的因素很多,理论评价与实际情况也存在较大偏差,和相关方协调难度很大。


管道本体安全也面临巨大挑战。管道周边存在的特高压直流输电线路换流站、接地极,在线路故障和维检修期间,通过接地极入地的杂散电流甚至达到几千安培,容易对管道造成直流干扰腐蚀,给设备和维修人员带来安全影响。沿线地铁、铁路和交流高压输电线路、电厂等都会对管道造成杂散电流干扰腐蚀。随着管道服役年限的增加,受压力波动、高填方、地质沉降、老旧管道因素等影响,都有可能造成本体安全风险。

长输管道作为无围墙的线性工程,具有线长、点多、面广的特点,传统的管道巡护很难做到全天巡护,也不能实现逐点蹲点看护。面对当前严峻的安全形势,应创新管道巡护方式,进一步加大技防措施的研发和投入力度。

一是深入推广光纤预警技术。不断总结实践经验,挖掘该技术的潜在功能,逐步实现光纤预警技术全覆盖。以管道伴行光缆作为传感、传输的综合探测介质,通过对管道周边速度、加速度、振动幅度、振动频率、声场等物理量的探测,实时监测管道沿线异动情况,在第三方入侵破坏事件发生前进行事前预报警,提醒工作人员快速处理,防止事故发生。

二是探索无人机与机库组合巡护方式的应用。实现无人机机库存储、自动换/充电、自动起降、无人操控和远程操控等功能,对一些人员难以抵达的区域开展无人机全自动作业。

三是探索大型机械定位跟踪系统的应用。对进入管道两侧5米、20米、100米范围的大型机械,定位跟踪系统将会发出蓝色、黄色、红色预警,及时提醒操作手注意。同时系统指令无人机、附近智能摄像头及时对预警信息进行核实,后台及时将报警信息推送管道管理人员,必要时通知附近巡护人员赶到现场处置。

四是构建“天空地”巡护一体化体系。综合运用“天基”卫星、“空基”无人机、“地基”光纤和视频AI监测、大型机械定位跟踪等技术,克服单一技防技术的局限性和短板,实现技防技术的融合和优势互补。通过采集多源时空数据,进行数据对齐、数据挖掘和综合分析,对地灾、第三方施工、占压、打孔盗油等危害因素进行全天候动态监测和预警,实现被动防护向事前预防的转型。

建议国家有关部门及时开展管道保护法的修订工作,完善与管道保护法配套的标准规范,参照交通运输系统经验,建立专业的管道保护执法队伍,为保护管道安全运行提供法治保障。 

作者简介:惠海军,1983年生,硕士研究生,高级工程师,现任湖南公司长沙输气分公司岳阳作业区主任,主要从事管道完整性管理工作。联系方式:17708459036,594309423@qq.com。


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