唐山：創新應用護航城市燃氣管網安全運行

文｜趙立國 吳順和 鮑明瑋 張希

圖1 SCADA 系統主頁視圖

圖2 GIS 系統主頁面視圖

燃氣安全是城市安全的重中之重，直接關系人民群眾的生命財產安全；燃氣管網又是燃氣安全中的重要管理環節，具有敷設距離長、安全隱患多、人工巡檢難度大的特征，同時隨時面臨的第三方施工、車輛撞擊或者管網腐蝕等突發情況，極易引發燃氣管道安全事故。

唐山市天然氣有限公司與時俱進，積極探索并創新管理方式，利用物聯網、大數據、移動計算、全球衛星定位技術、地理信息系統等新一代信息技術，搭建了天然氣數據采集與監視控制系統（SCADA 系統）、管道巡檢系統、管道安全監控系統，建立了燃氣管網數據底數臺賬，全方位實現了管道巡檢信息實時上傳、管道安全監控預警等功能，利用信息化手段，進一步筑牢燃氣安全屏障。

一、建立燃氣管網“一本賬”，實施精準防控

燃氣管網是一個縱橫交錯的巨大網絡，具有復雜的空間和非空間屬性。傳統管理模式下，燃氣管網圖紙資料繁多，其更新和歸檔不能做到迅速及時；管網屬性數據的采集、存儲和應用也不能跟上信息化發展的需要。

為綜合分析和利用管網數據，使其對燃氣輸配調度、安全防護、管理決策提供科學、及時、有效的支持，順應管網信息化發展的需求，唐山市天然氣有限公司利用地理信息系統（GIS系統）技術，將公司下轄各管線、場站和閥室等位置信息、主要參數進行整理錄入，搭建了天然氣管網信息管理平臺，建立了天然氣管網綜合數據庫，實現了多源數據管理和數據規范化、精準化、權威化管理。該系統可使相關管理、運維、搶修人員直觀掌握管網情況，隨時調閱各點位準確的管網數據信息，滿足了公司對管網規劃、建設、生產調度、改造、運維管理及搶險搶修全過程管理的需求。

二、實時掌握巡檢信息，規范管網巡檢

針對公司數字化轉型管理和巡線工作的實際需要，唐山市天然氣有限公司推行了管道巡檢系統，該系統集成了移動計算技術、全球衛星定位技術、地理信息系統技術和移動通信技術。公司的管網巡查管理人員可在系統中導入或現場錄入巡檢線路，在地圖上展示和管理巡檢路線，確立每日巡檢任務，實時查看巡檢狀況，做到實時事件上報、一鍵報警、未巡遺漏提醒以及巡檢數據分析。通過系統，實現了對巡線員工作時間和位置進行監控和管理，及時發現巡線員上報的問題與事件，并解決了巡檢人員不按規定巡檢、隱患及風險上報不及時、路線測繪數據成本高、巡檢路徑偏離等實際問題，大大提高了公司巡檢管理水平以及巡檢的準確性、規范性和及時性，為管網安全運行提供了有力支撐。

三、自動監測管網風險，提升事故處置效率

為實現管網實時防護，及時發現管道上方施工、破壞等危害行為，唐山市天然氣有限公司建立了管道安全監控系統。該系統采用與管道同溝敷設的1 芯單模光纖作為長距離無源的分布式傳感器，采集、處理和分析管道附近的土壤振動信號，根據信號特征感知管線附近環境，確定各種破壞事件（振動源）的類別及嚴重性，及時準確的對管網進行預防性的安全預警，并與GIS、GPS 等系統相結合，建立多級監控體系，實現對影響保護區域內管網安全的事件進行防范與預警。

系統光纖傳感部分負責管道沿線異動行為檢測，通過對運動、壓力和振動的快速感應，對人員、車輛經過、人工挖掘、機械挖掘、敲擊管道等行為進行監測。當光信號輸送入光纖時，系統會對接收到的光信號相位進行處理；當光纜受到運動或振動干擾時，光信號傳輸模式會發生變化，系統通過模式識別算法，自動識別不同外力對管道的侵擾和破壞方式和程度。

目前該系統日常對唐山市天然氣有限公司220 公里高壓管網進行監測，真正地做到了全天候、全天時、實時和不間斷管控。

圖3 管道巡檢系統視圖

圖4 管道安全監控系統主頁視圖

圖5 挖掘、敲擊時的波形圖

圖6 車輛經過時的波形圖