謝成

國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)華南公司管道部

摘要：針對(duì)油氣長(zhǎng)輸管道周邊人員密集型高后果區(qū)里程逐年增加，地鐵雜散電流干擾、第三方施工破壞、地質(zhì)災(zāi)害等多重風(fēng)險(xiǎn)，開展管道定期檢驗(yàn)、穿越城區(qū)段缺陷修復(fù)、多元數(shù)據(jù)對(duì)齊和“天空地”一體化管理，提升管道本質(zhì)安全，消減內(nèi)外部風(fēng)險(xiǎn)。分析了高后果區(qū)管理存在的技術(shù)瓶頸，提出了改進(jìn)的方向和對(duì)策。

關(guān)鍵詞：高后果區(qū)；穿越城區(qū)；缺陷修復(fù)；數(shù)據(jù)對(duì)齊；“天空地”一體化；風(fēng)險(xiǎn)防控

華南公司目前管轄廣東、廣西、貴州、云南、四川、重慶等6省市6000余公里成品油管道，2023年識(shí)別高后果區(qū)1163處、高后果區(qū)里程約1358公里，占比約22%，其中廣東地區(qū)高后果區(qū)總數(shù)540處、里程792公里，占比約43%，均明顯高于西南其他省市（圖 1）；此外，廣東深圳、廣州、東莞、佛山、中山、珠海、江門、貴州黔南州、貴陽(yáng)等地區(qū)部分管道穿越城區(qū)，管道周邊密集分布大型住宅社區(qū)、寫字樓等人員密集場(chǎng)所（圖 2），高后果區(qū)風(fēng)險(xiǎn)管控難度大。

圖 1 華南公司2023年各省市高后果區(qū)里程及占比

圖 2 管道周邊的住宅社區(qū)、寫字樓等人員密集場(chǎng)所

為了切實(shí)保障管道安全和公共安全，按照國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)關(guān)于穿越城區(qū)段管道綜合治理的部署，綜合運(yùn)用檢測(cè)評(píng)價(jià)、智能識(shí)別監(jiān)控、光纖震動(dòng)預(yù)警等多種技術(shù)手段，消減高后果區(qū)管段內(nèi)外部風(fēng)險(xiǎn)，牢牢守住不發(fā)生泄漏的底線。

1  全面開展定期檢驗(yàn)  及時(shí)修復(fù)管體缺陷

管道本體檢測(cè)評(píng)價(jià)及缺陷修復(fù)管理是高后果區(qū)管理的重中之重。公司所轄成品油管道除個(gè)別因未投產(chǎn)僅開展1次內(nèi)檢測(cè)之外，其他均完成第二輪內(nèi)檢測(cè)（其中深圳高風(fēng)險(xiǎn)管道已完成第三輪內(nèi)檢測(cè)），同步完成外檢測(cè)及合于使用評(píng)價(jià)工作。

公司近三年已修復(fù)96處位于高后果區(qū)的管道本體缺陷。如修復(fù)珠三角成品油管道坪山-媽灣處深度為85%WT的金屬損失；修復(fù)珠三角成品油管道8處位置較為集中的金屬損失（管道途經(jīng)廣東某職業(yè)技術(shù)學(xué)院），金屬損失深度最大為41%；修復(fù)西南成品油管道貴陽(yáng)—安順重度環(huán)焊縫缺陷（管道穿越貴陽(yáng)某濕地公園）；修復(fù)西南成品油管道都勻—貴陽(yáng)深度為42.4%的金屬損失（管道途經(jīng)某人群密集社區(qū)）。按照國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)部署，為有效抑制地鐵、高壓輸電線路雜散電流干擾，公司先后在珠三角成品油管道坪山—媽灣段增設(shè)6座陰保站、安裝23處共計(jì)約4.6公里極性排流設(shè)施和21個(gè)ER腐蝕探頭，更新改造100根智能陰保樁，在西南成品油管道廣南—硯山的高后果區(qū)段增加了12處雜散電流排流設(shè)施，有效減緩了管道沿線雜散電流干擾問(wèn)題。

2  全面夯實(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)  及時(shí)開展數(shù)據(jù)對(duì)齊

通過(guò)開展“管道大摸底、隱患大排查、管理大提升”活動(dòng)，全面完成內(nèi)外檢測(cè)、地災(zāi)排查、高后果區(qū)再識(shí)別等“體檢”，匯編成公司管道管理數(shù)據(jù)手冊(cè)、水系圖和事故案例集。完成了高后果區(qū)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)因素梳理，開展了以樁號(hào)/里程為基準(zhǔn)的管道內(nèi)外部重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)齊和管道綜合風(fēng)險(xiǎn)分析與評(píng)價(jià)。根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)齊和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果，制作11項(xiàng)重點(diǎn)業(yè)務(wù)管理看板，采取“掛圖作戰(zhàn)”一表式推進(jìn)問(wèn)題整改。以坪山—媽灣為例，通過(guò)內(nèi)外檢測(cè)雜散電流干擾、地質(zhì)災(zāi)害、管道焊接/施工有關(guān)因素（管道底片）、管道第三方施工（機(jī)械損傷）等數(shù)據(jù)對(duì)齊（圖 3），識(shí)別出該段管道高后果區(qū)較突出的風(fēng)險(xiǎn)為與焊接施工有關(guān)因素和雜散電流干擾因素。完成了高后果區(qū)范圍高失效可能性的23處環(huán)焊縫缺陷修復(fù)，對(duì)雜散電流干擾進(jìn)行了治理。針對(duì)處于高后果區(qū)的中等失效風(fēng)險(xiǎn)，制定三年分級(jí)治理策略，逐年推行風(fēng)險(xiǎn)降級(jí)。同時(shí)，根據(jù)對(duì)齊結(jié)果，加強(qiáng)高后果區(qū)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)的感知與預(yù)警，彌補(bǔ)人工巡檢時(shí)效性和可靠性不足的問(wèn)題。在高后果區(qū)中等失效可能的某閥室安裝部署無(wú)人機(jī)機(jī)庫(kù)，日常可進(jìn)行以閥室為中心點(diǎn)的4條線路巡檢，全面覆蓋9.7 km的重點(diǎn)高后果區(qū)，常態(tài)化全天候開展16架次/天的巡檢工作，對(duì)第三方施工作業(yè)、地質(zhì)災(zāi)害等異常目標(biāo)實(shí)時(shí)識(shí)別和預(yù)警。

圖 3 數(shù)據(jù)對(duì)齊效果圖

3 “天空地”一體化管理  提升風(fēng)險(xiǎn)感知能力

外部風(fēng)險(xiǎn)是管道企業(yè)面臨的最大風(fēng)險(xiǎn)。為提升高后果區(qū)段第三方損壞風(fēng)險(xiǎn)主動(dòng)感知和防控能力，公司探索“天空地”一體化管理。以西南成品油管道江津-永川段為試點(diǎn)，在江津-永川增設(shè)一套智能無(wú)人機(jī)機(jī)庫(kù)、一套光纖振動(dòng)預(yù)警主機(jī)，在第三方施工多發(fā)易發(fā)段增設(shè)全天候AI視頻監(jiān)控設(shè)備，利用DInSAR技術(shù)采集并對(duì)比分析管道中心線兩側(cè)各2.5 km范圍衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)。利用天基系統(tǒng)（衛(wèi)星影像）監(jiān)測(cè)江津—永川管線及兩側(cè)2.5 km形變情況，提出需要重點(diǎn)關(guān)注的管段3處；利用空基系統(tǒng)（無(wú)人機(jī)）發(fā)現(xiàn)10處地表環(huán)境變化，經(jīng)核實(shí)施工6處、構(gòu)筑體新增3處、構(gòu)筑體拆除1處；利用地基（AI視頻+光纖預(yù)警）識(shí)別預(yù)警施工機(jī)械、人員21次，光纖振動(dòng)預(yù)警信息191條，日均報(bào)警從4次降至1.25次。此外，完成高后果區(qū)段423套固定監(jiān)控?cái)z像頭自動(dòng)識(shí)別改造工作，具備識(shí)別特定施工機(jī)械、人員并推送預(yù)警信息的能力。

根據(jù)試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，公司總結(jié)形成了“風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù)矩陣表”，聚焦管道18類風(fēng)險(xiǎn)，編制“天空地防護(hù)巡一體化技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)”，規(guī)定了各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的適用場(chǎng)景、技術(shù)要求和管理要求。

4  開展實(shí)用性技術(shù)研究  提升防范風(fēng)險(xiǎn)能力

重點(diǎn)突破天空地防護(hù)巡一體化感知識(shí)別精準(zhǔn)度不高、實(shí)時(shí)響應(yīng)不及時(shí)、無(wú)法聯(lián)動(dòng)等瓶頸，開展圖像識(shí)別算法等研究，無(wú)人機(jī)對(duì)施工作業(yè)行為識(shí)別準(zhǔn)確率已從80%提升至90%。開發(fā)光纜運(yùn)維管理系統(tǒng)，打通與IMS系統(tǒng)、光纜運(yùn)維系統(tǒng)、第三方視頻監(jiān)控、無(wú)人機(jī)巡檢平臺(tái)間的通道，實(shí)現(xiàn)與管道光纜預(yù)警的聯(lián)動(dòng)響應(yīng)。精準(zhǔn)定位隱患位置，與人工聯(lián)動(dòng)進(jìn)行隱患閉環(huán)處置。

對(duì)地鐵雜散電流干擾治理進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)，創(chuàng)新開發(fā)管道應(yīng)力腐蝕、氫致開裂監(jiān)檢測(cè)技術(shù)，探明了管道在地鐵雜散電流影響下管道可能發(fā)生的應(yīng)力腐蝕、氫致開裂風(fēng)險(xiǎn)，建立了監(jiān)檢測(cè)技術(shù)和綜合治理技術(shù)體系，將管道陰極保護(hù)有效性提升至100%。在地災(zāi)綜合監(jiān)測(cè)和判識(shí)方面創(chuàng)新開發(fā)“簡(jiǎn)單棒”等地災(zāi)監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滑坡、崩塌等7類15種危害因素的監(jiān)測(cè)，努力做到見事早、行動(dòng)快，以超前準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)各種“意想不到”。

5  面臨的問(wèn)題和對(duì)策

（1）高后果區(qū)早期安裝的固定攝像頭不具備自動(dòng)識(shí)別功能，存在“看得到”但“看不懂”或“看不準(zhǔn)”的問(wèn)題。對(duì)于路過(guò)或靜止不動(dòng)的施工機(jī)械發(fā)布無(wú)效報(bào)警信息的問(wèn)題仍然比較突出。

（2）兩輪內(nèi)檢測(cè)及內(nèi)外檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)齊工作仍處在起步階段，對(duì)于管道本體缺陷發(fā)展變化規(guī)律的分析還不夠系統(tǒng)深入。

（3）目前僅在局部管段試點(diǎn)應(yīng)用“天空地”一體化管理模式，其他管段仍未部署光纖震動(dòng)預(yù)警等設(shè)備設(shè)施，主動(dòng)感知預(yù)警管道外部干擾的技術(shù)手段仍然不足。

針對(duì)上述問(wèn)題要采取以下措施。

一是繼續(xù)深入開展高后果區(qū)視頻監(jiān)控基于人工智能的視覺技術(shù)分級(jí)預(yù)警研究應(yīng)用，使用已采集和預(yù)處理的數(shù)據(jù)，構(gòu)建用于圖像識(shí)別、目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤等任務(wù)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，不斷優(yōu)化預(yù)警算法，提升精準(zhǔn)識(shí)別施工作業(yè)行為的能力。

二是加快推進(jìn)穿越城區(qū)段管道及Ⅲ級(jí)環(huán)境敏感型高后果區(qū)數(shù)據(jù)對(duì)齊。結(jié)合最新一輪的內(nèi)外檢測(cè)數(shù)據(jù)，優(yōu)先開展以內(nèi)檢測(cè)環(huán)焊縫編號(hào)為基準(zhǔn)的內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)齊工作，及管體外部金屬損失明顯增加管段的內(nèi)外檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)齊工作，保證重點(diǎn)管段率先實(shí)現(xiàn)“底數(shù)清、情況明、做到位、質(zhì)量?jī)?yōu)”。

三是在穿越城區(qū)段管道較為集中的廣州、深圳、中山、東莞等地區(qū)加快部署光纖震動(dòng)預(yù)警等設(shè)備，積極推廣“天空地”一體化管理模式，全力提升高后果區(qū)管道外部風(fēng)險(xiǎn)主動(dòng)感知及預(yù)防預(yù)控能力。

作者簡(jiǎn)介：謝成，1980年生，高級(jí)工程師，現(xiàn)任華南公司管道部經(jīng)理，遼寧石油化工大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，長(zhǎng)期從事成品油管道運(yùn)行及安全保護(hù)管理。聯(lián)系方式：13533075570，xiecheng@pipechina.com.cn。