城市燃氣高壓管道巡檢系統(tǒng)建設(shè)與實踐

韋永金，吳文林，秦 碩，劉偉才，楊國強，年省力

（1.貴州燃氣集團股份有限公司，貴州貴陽 550001；2.深圳市賽易特信息技術(shù)有限公司，廣東深圳 518055；3.北京中盈安信技術(shù)服務(wù)股份有限公司，北京 100803）

0 引言

管道巡檢作為管道運行管理單位的一項基本、重要工作，巡檢方式上從傳統(tǒng)的巡檢模式發(fā)展到基于信息紐技術(shù)、FRID 技術(shù)、GIS 技術(shù)的電子巡檢系統(tǒng)[1]，隨著信息技術(shù)發(fā)展、移動應(yīng)用的普及，近幾年結(jié)合管道完整性管理理念、要求而建設(shè)的智能化管道巡檢系統(tǒng)已成為趨勢。為滿足貴州燃氣集團股份有限公司(以下簡稱公司)開展管道完整性管理各項業(yè)務(wù)要求，公司結(jié)合下屬成員業(yè)務(wù)單位巡檢模式，建立了高壓燃氣管道巡檢系統(tǒng)，以下對巡檢必經(jīng)點、事件、巡檢內(nèi)容標準化、系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能等進行闡述、介紹。

1 巡檢對象分類

將巡檢過程記錄體現(xiàn)在相應(yīng)的系統(tǒng)平臺上，變傳統(tǒng)的紙質(zhì)巡檢記錄為信息化的系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享，在巡檢系統(tǒng)建設(shè)可研階段，需要明確巡檢人員在管道巡檢過程中經(jīng)過具有代表性的點，以點代面開展管道沿線的巡檢任務(wù)，例如巡檢人員經(jīng)過某點，即表示對該點代表的某段管道進行了相應(yīng)的巡檢。將巡檢對象分為必經(jīng)點、事件。

1.1 必經(jīng)點

巡檢人員不僅要對管道上方情況進行檢查，還要對沿線環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域、第三方施工區(qū)域等現(xiàn)象進行相應(yīng)檢查；由于貴州省內(nèi)地質(zhì)多為山區(qū)，植被繁殖較快，尤其是植物茂密的山區(qū)，管道運行多年，有的管道上方巡檢人員無法達到，只能到達管道附近；但作為巡檢日常工作，對管道開展基本的日常巡檢任務(wù)，應(yīng)是對一些基本要經(jīng)過的點進行巡檢。必經(jīng)點是巡檢人員在自己所屬的巡檢區(qū)段內(nèi)必須要經(jīng)過的點，持巡檢APP 移動端設(shè)備到必經(jīng)點的一定緩沖范圍內(nèi)（可自行設(shè)置）駐留一定的時間（如30 s），系統(tǒng)則認為打點成功。一旦確定了某處為必經(jīng)點，從管理方面制定對必經(jīng)點的管理規(guī)定。有的文獻中叫巡檢關(guān)鍵點[2]，其為現(xiàn)場管道巡檢工作提供了重要的位置依據(jù)，可以提高現(xiàn)場管道巡檢閉環(huán)管理定位工作的效率。

對必經(jīng)點設(shè)置必要的巡檢要求，在必經(jīng)點駐留時需要錄入該必經(jīng)點的巡檢記錄（離開該必經(jīng)點的范圍則不允許錄入），巡檢記錄存在“否”的情況，則該必經(jīng)點在后續(xù)巡檢的過程中用高亮的顏色顯示，直至從“否”變成“是”。通過同步最近一次必經(jīng)點的檢查記錄來進行提醒，若最近一次巡檢記錄有顏色，則本次就有顏色，若上次沒有顏色則本次也沒有顏色。在錄入巡檢記錄的時候，可以上傳該必經(jīng)點周邊環(huán)境的照片，既能明確人到了必經(jīng)點，也可通過巡檢記錄數(shù)據(jù)查詢照片識別周邊環(huán)境是否有異常情況。若某個必經(jīng)點內(nèi)的填報巡檢內(nèi)容記錄存在“否”的情況，則用高亮顏色提醒，在今后的巡檢過程中均用高亮的顏色提醒，直至該必經(jīng)點的巡檢記錄全部為“是”，即表示該異?，F(xiàn)象閉環(huán)，高亮顏色顯示消失。

必經(jīng)點相對存在周期長，伴隨管道全生命周期，是相對比較固定的點，對實際的巡檢現(xiàn)狀開展調(diào)研后，為減少系統(tǒng)建成投入使用后不必要的系統(tǒng)核心模塊改動，確定必經(jīng)點類型為穿跨越點、高后果區(qū)、閥室、地質(zhì)災(zāi)害區(qū)。

1.2 事件

在管道沿線巡檢過程中，將管道附近的第三方施工、活動時間較長的人類活動等定義為事件，例如對于第三方施工的管理，在施工前、施工中、施工結(jié)束等過程開展施工安全協(xié)議、管道保護相關(guān)法律內(nèi)容告知等；建設(shè)的巡檢APP 移動端，應(yīng)能對事件進行動態(tài)跟蹤，將跟蹤信息分為跟蹤中、未跟蹤、暫停跟蹤、跟蹤結(jié)束，巡檢人員到達了事件所在區(qū)域后，將事件信息以圖片、視頻等方式上傳到巡檢系統(tǒng)。

事件的存在周期短，以跟蹤事件動態(tài)信息對其管理，將跟蹤信息錄入、上傳系統(tǒng)，實現(xiàn)事件狀態(tài)的閉環(huán)管理，一旦該事件結(jié)束，不再納入巡檢對象。必經(jīng)點和事件在進行系統(tǒng)架構(gòu)和功能模塊設(shè)計時，應(yīng)分類管理。

2 必經(jīng)點巡檢內(nèi)容標準化

經(jīng)對公司所屬已經(jīng)推廣實施管道完整性的業(yè)務(wù)單位調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在外聘巡檢人員管理方式、內(nèi)部人員巡檢模式等方面存在差異，考慮系統(tǒng)建成后期將向其他子公司進行推廣，需將存在差異的內(nèi)容進行統(tǒng)一，避免個性化的定制巡檢內(nèi)容。參考國家GB/T 35068—2018《油氣管道運行規(guī)范》以及地方政府對高后果區(qū)、管道巡護管理要求[3]，并結(jié)合公司管道完整性管理第三級體系文件《高壓燃氣管道及設(shè)施巡查管理規(guī)程》，確定巡檢內(nèi)容。檢查內(nèi)容設(shè)置為字句判斷式，提供“是”“否”選項，選是為存在異常，選否為無異常。

2.1 公司內(nèi)部巡線人員巡檢內(nèi)容

2.1.1 高后果區(qū)

（1）水工工程、陰極保護設(shè)施、管線穿越點排氣管、管涵、三樁、警示牌等管道附屬設(shè)施是否完好。

（2）檢查在管線中心線兩側(cè)各5 m 范圍內(nèi)是否存在取土、挖塘、修渠、修建養(yǎng)殖水場。

（3）檢查在管線中心線兩側(cè)各5 m 范圍內(nèi)是否存在堆放大宗物資，采石、蓋房、建溫室、壘家畜棚圈、修筑其他建筑物、構(gòu)筑物或者種植深根植物等問題。

（4）對穿越河流的管道，在上下游100 m 內(nèi)是否有掏沙、挖泥、筑壩、炸魚、水下爆破等危及管道安全的水下作業(yè)。

（5）觀察管道兩側(cè)200 m 范圍內(nèi)是否有特定場所和居民戶數(shù)增加。

2.1.2 地質(zhì)災(zāi)害區(qū)

（1）管道所經(jīng)區(qū)域內(nèi)地形、地貌是否有明顯變化。

（2）水工保護設(shè)施是否有塌陷、損毀、松動或人為破壞等現(xiàn)象，雨后是否有水毀發(fā)生。

（3）管道安全控制范圍內(nèi)是否有滑坡、地面沉降或塌陷、水土流失、地裂縫、水淹、邊坡變化、崩塌（崩落、垮塌或塌方）、泥石流和河床沖刷等異?，F(xiàn)象。

2.1.3 穿跨越點

（1）管道周邊有無水下作業(yè)，河道疏浚作業(yè)，如穿越河流的管道；在管道中心線兩側(cè)上下游500 m 范圍內(nèi)是否有掏沙、挖泥、筑壩、炸魚、河道疏浚作業(yè)、水下爆破等危及管道安全的水下作業(yè)。

（2）管道穿越公路、鐵路、河流渠道等交叉部位的安全保護措施是否有缺陷。

（3）管道周邊是否有燃氣或加臭劑異味、水面冒泡、植物枯萎等異?，F(xiàn)象或檢測到燃氣泄漏。

2.1.4 閥室

（1）閥室土建、安防、供電、工藝、自控、泄漏報警器等是否有異?，F(xiàn)象。

（2）主閥、放散閥開關(guān)狀態(tài)是否不合規(guī)，開關(guān)狀態(tài)牌是否存在缺陷。

（3）閥室內(nèi)外露的所有連接、密封部位是否有泄漏現(xiàn)象，設(shè)施和配件的防腐層是否有缺陷，是否有腐蝕、脫落現(xiàn)象。

（4）閥室周圍是否有堆放雜物，是否有危及（或可能危及）設(shè)施安全的建（構(gòu)）筑物。

（5）閥室外墻是否有缺損、閥室地基是否有下陷等情況。

（6）閥室是否衛(wèi)生差，是否有積（污）水。

（7）閥室控制室內(nèi)設(shè)施（儀表、供電設(shè)施、照明、UPS、RTU、消防器材等）外觀是否有異常，控制室緊急開關(guān)是否有缺陷。

（8）閥門啟閉操作是否有異常。

2.2 外聘屬地巡線人員巡檢內(nèi)容

由于外聘巡線人員多為管道經(jīng)過沿線村莊的村民，受知識水平限制，在使用智能手機上熟練程度各有差異，對于管道業(yè)主單位，外聘巡線人員在管道巡檢工作中起到“第三只眼睛”和協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)管道保護事宜的作用，巡檢內(nèi)容主要包括周邊環(huán)境、第三方活動、管道及附件。

2.2.1 周邊環(huán)境

管道安全控制范圍內(nèi)是否有滑坡、地面沉降或塌陷、水土流失、地裂縫、水淹、邊坡變化、崩塌、泥石流和河床沖刷等異?，F(xiàn)象。

2.2.2 第三方活動

（1）管道兩側(cè)50 m 范圍內(nèi)，是否有影響管道安全的行為，是否存在開山和修建大型工程的情況，在管道附屬設(shè)施周邊500 m 地域范圍內(nèi)有無爆破情況。

（2）管線中心線兩側(cè)各5 m 范圍內(nèi)是否存在取土、挖塘、修渠、修建養(yǎng)殖水場，是否有排放腐蝕性物質(zhì)，是否堆放大宗物資，采石、蓋房、建溫室、壘家畜棚圈、修筑其他建筑物、構(gòu)筑物或者種植深根植物等情況。

（3）管道是否有圈閉、包封。

（4）管道上方是否有重型車輛碾壓。

（5）管道穿越河流兩側(cè)上下游500 m 范圍內(nèi)是否有掏沙、挖泥、筑壩、炸魚、河道疏浚作業(yè)、水下爆破等危及管道安全的水下作業(yè)。

（6）管道穿越公路、鐵路、電力線、通信線、河流渠道等交叉部位的安全保護措施是否有缺陷。

2.2.3 管道及附件管道周邊是否有燃氣或加臭劑異味、水面冒泡、植物枯萎等異?，F(xiàn)象或檢測到燃氣泄漏。

3 主要業(yè)務(wù)功能及角色設(shè)置

3.1 主要業(yè)務(wù)功能

在充分調(diào)研業(yè)務(wù)單位對巡檢管理過程中存在的痛點、難點，為實現(xiàn)巡檢管理規(guī)范化，與已建成的管道完整性系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，滿足基本巡檢工作，巡檢系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)功能如下:

（1）巡檢基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。主要包含管線和樁管理，從GIS 系統(tǒng)/管道完整性系統(tǒng)內(nèi)，將管線、樁數(shù)據(jù)進行共享，為劃分巡檢范圍、巡檢分段、必經(jīng)點配置提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）巡檢范圍管理。巡檢范圍作為巡檢第一層次即最頂層數(shù)據(jù)，創(chuàng)建巡檢區(qū)段時，需選擇屬于某個巡檢范圍。只有創(chuàng)建了巡檢范圍，才能劃分巡檢區(qū)段。巡檢范圍由管線起止樁號劃分，一般指整條管線或者某段管線，可實現(xiàn)對巡線班組、外聘巡線工的巡檢區(qū)段劃分和對巡線班組的排班管理（指定一段時間，指定巡檢班組按照某種頻率巡檢某幾個巡檢班所屬區(qū)段）。

（3）必經(jīng)點管理。實現(xiàn)管線必經(jīng)點類型、必經(jīng)點名稱、必經(jīng)點巡檢內(nèi)容的管理，其中必經(jīng)點類型和巡檢內(nèi)容由公司管道完整性管理部門負責(zé)制定統(tǒng)一標準并負責(zé)對數(shù)據(jù)進行維護管理，業(yè)務(wù)單位根據(jù)管道實際巡檢情況可增刪修改必經(jīng)點名稱。

（4）巡檢計劃管理。業(yè)務(wù)單位管理人員制定了巡檢區(qū)段并配置必經(jīng)點后，為巡檢人員創(chuàng)建巡檢計劃，系統(tǒng)按照制定的巡檢計劃自動下發(fā)巡檢任務(wù)至巡檢APP，巡檢人員在巡檢任務(wù)規(guī)定的起始時間內(nèi)完成巡檢區(qū)段內(nèi)的所有巡檢。根據(jù)對業(yè)務(wù)單位巡檢管理調(diào)研，巡檢計劃的制定體現(xiàn)靈活性，支持1 天1 巡、1 天多巡、1 周1 巡、1 周多巡、多天1 巡、特殊時間段增加巡檢頻率（例如節(jié)假日、汛期巡檢），支持步巡、車巡，不支持多天多巡，如有必要可將多天多巡靈活變動為多天1 巡。

（5）巡檢任務(wù)管理。業(yè)務(wù)單位的站（班組）長、線路工段長對巡線班組、外聘巡線工制定巡檢任務(wù)計劃，系統(tǒng)依據(jù)制定的巡檢計劃生成次日（或下一次）的巡檢任務(wù)并下發(fā)，巡檢人員登錄巡檢APP 后，即可獲得巡檢任務(wù)，開展巡檢工作，業(yè)務(wù)單位管理人員可根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)查看巡檢工作是否符合管理要求。

對于業(yè)務(wù)單位實際存在的月巡即每個月開展一次的月巡工作（由管理人員、巡線人員共同參與），由于該類型的巡檢人員不定、巡檢時間不具有計劃性，在完成月巡工作后，系統(tǒng)實現(xiàn)巡檢結(jié)果進行記錄并形成月巡任務(wù)記錄以供查閱。

（6）事件管理。對第三方活動、自然環(huán)境變化、管線及設(shè)施的進行跟蹤功能，錄入跟蹤信息，將事件巡檢跟蹤過程中的圖片、視頻上傳。該模塊與管道完整性管理系統(tǒng)中的管道保護實現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，使管道完整性管理系統(tǒng)中管道保護模塊達到動態(tài)管理目的，同時對于某個事件，系統(tǒng)中記錄該事項從開始到結(jié)束過程中產(chǎn)生的資料，實現(xiàn)事件的信息檔案管理。

（7）與管道完整性系統(tǒng)對接。為了實現(xiàn)管道完整性管理業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)管理，達到整合管道完整性其他業(yè)務(wù)，形成業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)鏈[2]，利用建設(shè)巡檢系統(tǒng)契機，對已經(jīng)運行的管道完整性管理系統(tǒng)功能進行優(yōu)化，主要體現(xiàn)在事件管理、日常數(shù)據(jù)采集方面。

對管道完整性系統(tǒng)運行中發(fā)現(xiàn)管道日常管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集、錄入效率不高、數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，有的業(yè)務(wù)單位一線巡線人員在開展巡線任務(wù)時，不僅僅是單純巡線工作，還承擔(dān)其他數(shù)據(jù)測試、收集任務(wù)；有的業(yè)務(wù)單位巡線與管道數(shù)據(jù)采集不是同一批人?？紤]系統(tǒng)建成后期的推廣需要，將管道完整性系統(tǒng)中的陰極保護檢測結(jié)果數(shù)據(jù)、恒電位儀日常運行數(shù)據(jù)、絕緣裝置檢測數(shù)據(jù)、閥室靜密封點檢測數(shù)據(jù)在巡檢APP 中實現(xiàn)現(xiàn)場采集，實現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入方式多樣化。

（8）統(tǒng)計分析。結(jié)合業(yè)務(wù)單位及地方政府對管道高后果區(qū)巡查檢查要求[4]，“管道企業(yè)每天至少開展1 次全覆蓋巡查檢查；重要節(jié)假日、重大活動期間及其他特殊敏感時段對Ⅲ級高后果區(qū)的全覆蓋巡查檢查每天不少于2 次”，系統(tǒng)實現(xiàn)每日/周/月工作統(tǒng)計、必經(jīng)點達到次數(shù)統(tǒng)計、人員巡檢完成率統(tǒng)計，并生成統(tǒng)計報表（表、柱狀圖或者餅狀圖結(jié)合）結(jié)合的方式，查看方便、顯示直觀，便于業(yè)務(wù)單位管理人員開展高后果區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害區(qū)等必經(jīng)點巡檢數(shù)據(jù)統(tǒng)計查詢、巡檢考核等工作。

3.2 角色配置

巡檢系統(tǒng)角色分為集團公司層、業(yè)務(wù)單位、業(yè)務(wù)單位管理部門、站或工段、巡線班組、外聘巡線員。按照業(yè)務(wù)單位內(nèi)部巡檢情況，巡檢過程以班組為單位開展，人數(shù)至少2 人或2 人以上，不允許存在1 人巡檢方式，針對一線人員角色配置到班組，為每個巡檢班組配備至少一臺專用巡檢APP 終端設(shè)備；按照外聘巡檢人員管理情況，由于其巡檢范圍相對固定，在劃分片區(qū)內(nèi)巡檢工作基本為1 人，系統(tǒng)角色配置到具體的個人，將配備的巡檢APP終端操作設(shè)置為簡潔操作模式以便于開展巡檢工作。

4 結(jié)語

通過建立高壓管道巡檢系統(tǒng)，將巡檢系統(tǒng)從單純的工作模式提升為打通管道完整性管理業(yè)務(wù)中相關(guān)信息數(shù)據(jù)鏈的重要手段，與管道完整性管理系統(tǒng)相關(guān)模塊信息建立了緊密的聯(lián)系，實現(xiàn)了利用標準化、信息化、智能化手段有效保證管道安全運行的新技術(shù)應(yīng)用要求；目前該系統(tǒng)在公司高壓管道上進行應(yīng)用，系統(tǒng)運行狀況良好，滿足巡檢日常管理工作需求，后續(xù)將研究向次高壓管道巡檢工作開展推廣應(yīng)用。