綜合管理地下管網安全

近年來，青島、大連等地相繼發生地下管線泄漏爆炸事故，導致多人傷亡，并造成不良的社會影響。2014年6月，國務院辦公廳出臺《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》，明確把加強城市地下管線建設管理作為履行政府職能的重要內容，強化監控預警，對地下管線安全風險較大的區段和場所要進行重點監控。

開展地下管網安全管理技術創新研究，是促進城市安全發展的重要內容。重慶市榮冠科技有限公司（以下簡稱“榮冠公司”）是國家高新技術企業，為解決地下管網存在的安全監管難題，一直致力于市政安全領域、生產安全領域的研發、生產和項目實施。為響應國家《關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》，榮冠公司集中科研力量，在以往的研究成果基礎上，開發了地下管線安全綜合管理系統。

三大部分組成

榮冠公司研發的地下管線安全綜合管理系統，包括污水管網及化糞池安全管理系統、地下油氣管線安全管理系統（功能系統）及城鎮三維地下管網監控系統（支持系統），是一個對管線運行安全及危險氣體泄漏進行監控管理的物聯網系統（如圖1所示）。

污水管網及化糞池安全管理系統是以監測、預警、處理地下有限空間內的毒害、可燃、易爆氣體等隱患的綜合性城鎮安全信息物聯網工程。

地下油氣管線安全管理系統是針對石油、天然氣輸配系統存在的隱患進行監控管理，其主要功能有防第三方破壞、管線腐蝕在線監測、油氣閥井監控、燃氣密閉空間監控。

城鎮三維地下管網監控系統是指在新建的地下管道的管材內，嵌入溫度、壓力、流量、示蹤等傳感器，通過智能管道，配合無線探地雷達，采集地下綜合管線的數據，并將數據上傳至遠程通信控制終端，終端再將數據打包上傳至監控中心，呈現在地下管線三維成像系統上。

功能特點

地下管線安全綜合管理系統分為感知層、傳輸層、數據層、平臺層和應用層，可以作為智慧城市建設的重要載體。（如圖2所示）

感知層主要是通過各種管線探測設備和各類示蹤管材，對管線的位置、埋深、走向、管徑、材質等靜態數據進行采集；同時通過各類傳感器和智能管材，對管線的溫度、壓力、流量、濃度、腐蝕程度、有無第三方破壞等實時運行數據進行在線監測。

傳輸層是將管線的靜態數據通過WIFI接入互聯網并上傳至數據中心，以及將管線的實時運行數據，通過GPRS遠程控制終端接入互聯網，進而上傳至數據中心。

數據層匯集管線的設計數據、靜態探測數據、實時運行數據、GIS地理信息數據，并根據系統需要進行預處理。

平臺層的作用包括：通過數字化三維成像系統，將數據中心的數據以三維立體圖像的效果顯示出來；實時分析管線的泄漏、爆炸、濃度超標等情況，當有故障發生時，進行實時報警；根據警情，調用相應的專家決策系統，分析出最優應急響應策略。

應用層主要是通過智能處置和快速故障檢修以確保管線安全，以及重大警情發生時，與城市數字化指揮中心進行聯動，避免重大的人員傷亡和經濟損失。

此外，地下管線安全綜合管理系統還可從材、測、防、監、控、管6個方面，為石油燃氣管網、城鎮給排水管網、電力通信管網、暖氣工業管網、化糞池等各類管網提供安全保障，利用物聯網信息技術、自動化控制技術、綜合管理技術手段構建多行業、多部門協作共用的綜合“城市智慧管網”。

“材”是指在管材中植入金屬示蹤線，形成示蹤管材，便于管線探測；或在管材中植入溫度、壓力、流量等傳感器，形成智能管材，便于實時參數監測。

“測”是利用示蹤管材、探地雷達等設備精確探測地下管線的靜態信息，并形成三維圖像。

“防”是利用分布式光纖傳感系統，防止第三方對地下管線進行破壞。

“監”是指利用智能管材、各類傳感器及物聯網技術，實時監測地下管線的溫度、壓力、流量、泄漏、腐蝕度、氣體濃度等運行數據。

“控”是指管線發生泄漏時，能夠控制相關閥門自動關斷；毒害易燃易爆氣體濃度超標時，能夠進行智能處置降低氣體濃度；敏感區域存在危險因素時，可通過遠程語音進行警告，以及時消除隱患。

“管”是指地下管線安全綜合管理平臺，能無縫接入城市數字化指揮中心，實現對管線事故的精確定位、快速響應及檢修聯動。

應用反饋

地下管線安全綜合管理系統提高了城市綜合承載能力，促進了城市安全發展。

目前，該系統中的污水管網及化糞池安全管理系統已在重慶市的永川、北碚、渝中等區縣進行了示范應用。經過6年的全時良好運行，共收集了近2億條數據，實時報警并自動處理近1 000萬次，有效地消除了事故隱患，大幅降低管線事故率及因此產生的事故損失，確保了安全；同時，每年為每個化糞池節約清掏維護費用近3萬元，取得了良好的社會效益和經濟效益。

2014年5月15日，國家安全監管總局組織國內相關權威專家在榮冠公司召開了安全科技“四個一批”示范項目驗收會，會上領導和專家組一致評定榮冠公司研發的“地下管線安全綜合管理系統”是地上地下安全物聯網技術的重要載體，填補了國內外的空白，具有先進性、實用性、經濟性、耐久性、示范性，可復制、可推廣，為國家智慧城市建設提供了重要的基礎設施安全保障。endprint