王小平

西氣東輸管道公司

隨著技術不斷成熟及管理制度不斷完善，無人機在民用領域的應用條件日趨成熟，行業內對油氣管道領域應用無人機的呼聲也越來越高。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無人機，探索開展無人機應用，取得了一些經驗。2016年，公司又與十余家無人機制造服務單位進行了技術交流，以推動管道行業無人機應用的進一步發展。

1 無人機應用的幾個重要問題

1.1 安全性問題

首先，無人機本身必須安全可靠。不能因天氣（大風、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，無人機的應用必須確保現有油氣管道線路安全水平。再次，無人機飛行航線下方是大量林地土地、公路交通網絡、人口活動區域等，突發事件下必須保障第三方人員及財產安全。

1.2 合規性問題

2017年1月，杭州蕭山機場航道附近發生無人機近距離拍攝民航飛機事件，引發社會各界對無人機飛行合規性的廣泛討論。2月份，有報道稱四川綿陽疑似無人機闖入民航飛機航道空域，造成多架飛機備降其他機場。因此，合規是無人機使用的最基本要求，必須滿足民航空管及其他相關部門的規定，在規定的時間和空域內飛行；無人機駕駛員必須按照《民用無人機駕駛員管理規定》參加培訓取證，持證上崗。

1.3 適用性問題

不同于當前較為成熟的無人機電力巡線，油氣管道日常巡線需要無人機發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；發現管道周邊地形地貌變化，如出現坑洞、沿線坡體移動等。應急搶險方面，需要無人機獲取搶險現場的空中俯視全貌以及事故發生前后的對比圖片，為搶險決策提供支持。

2 無人機實際應用探索

2.1 管線巡護

（1）平泰線開封站至蘭考南彰段巡線試驗

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

圖1 開封站至蘭考南彰段巡線試驗

（2）西二線南昌上海支干線鷹潭至上饒段巡線試驗

南昌上海支干線鷹潭至上饒段管道全長70 km，全程GPS定點自主飛行。試驗選用固定翼電力驅動無人機，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需求，無人機服務公司研究開發了自動識別與預警軟件。試驗結果表明，無人機在400 m高空能夠發現管道沿線警示牌及其左右100 m范圍內挖掘機等影響管道安全的風險因素，但地面人員處置配合項目未進行聯合測試（見圖 2）。

圖2 鷹潭至上饒段巡線試驗

（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無人機，開始在南方地區開展無人機巡線探索工作。包括：對山區、河流等巡查難度較大管段采用無人機巡線，以提高巡線效率；在地質災害風險識別過程中，應用無人機航拍地形、收集圖像信息，可幫助分析風險大小；對管道沿線高后果區進行航拍、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）湖北鄂州車灣河河水溢壩

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

（2）深圳光明新區12•20滑坡

2015年，深圳光明新區12•20滑坡搶險期間，公司采用無人機收集現場圖像信息，為現場情況分析及確定搶險路徑等提供了幫助。

（3）江西豐城電廠垮塌事故

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人機對發生垮塌事故的江西豐城電廠冷卻塔展開空中航拍，第一時間將拍攝圖像用手機快速剪輯后發送至指揮中心和正在趕赴現場的相關領導手機上，為搶險決策提供了最及時的幫助。后續事故調查中，協助事故調查組完成了塔頂施工細節和塔體結構外觀的航拍調查取證任務（見圖 3）。

圖3 江西豐城電廠事故現場航拍圖

3 結論及展望

通過試驗和初步應用，在陡峭的山區等人員難以到達地區，無人機巡線優勢明顯；在管道事故搶險，特別是地質災害、防汛搶險中，利用無人機航拍及時獲取現場信息，可為搶險決策提供有力支持。但無人機日常巡線的相關技術尚需繼續開發和整合，自動識別、實時報警等功能需要進一步完善。目前，無人機技術在油氣管道領域的應用剛剛起步，隨著其技術不斷成熟和應用管理日趨完善，相信未來會有廣闊的應用前景。

作者：西氣東輸管道公司副總經理。

《管道保護》2017年第3期（總第34期）