天然氣管道高后果區標志樁智能化應用技術研究

劉志鵬

中海廣東天然氣有限責任公司 廣東 珠海 519015

珠三角某天然氣管網公司負責珠三角西岸351公里天然氣管網運營管理。管網連接著LNG接收站和海氣處理終端，向珠海、中山、廣州、江門和澳門等地區的燃氣電廠、工業用戶、城市燃氣公司等輸送天然氣。管道沿線經濟發達，人口密集，管道沿線第三方施工活動頻繁。管道失效導致天然氣泄漏引起火災爆炸，將會引起重大公共安全事故。

按照國家安全總局等八部委《關于加強油氣輸送管道途經人員密集場所高后果區安全管理工作的通知》（安監總管三〔2017〕138號），要加密設置地面警示標示，及時阻止危及人員密集型高后果區管段安全的違法施工作業行為。文中結合管道高后果區加密設置的標志樁，開展標志樁二維碼系統平臺方案研究，分析系統建立意義和研究現狀，研究系統技術方案，形成管道標志樁二維碼系統平臺輔助管道高后果區管理的技術思路和方案。

1 研究內容

（1）通過標志樁二維碼系統平臺提供多一重巡線考勤輔助技術手段，保障巡線及時有效，防止出現漏巡管段；實現巡檢智能化，巡檢人員只需要用手機APP到現場并掃描標志樁上的二維碼，即完成當前標志樁的巡檢任務，解決巡檢不到位的情況。

（2）在第三方施工管理過程中，通過系統方便核查第三方施工單位在編制方案前是否開展現場勘查；管線情況信息及時查詢，給第三方施工單位提供管線埋設情況、向其傳遞第三方施工活動管理流程及要求，降低事故發生概率；準確生成標準化作業指導書，可以有效指導第三方施工單位進行規范化施工。

（3）通過平臺獲取、匯總、分析管道巡線、第三方施工活動等數據，挖掘數據價值，為分析管道沿線第三方施工發生趨勢以便配置巡線資源提供數據支持；巡檢人員的智能化管理，利用二維碼技術對管道巡檢人員信息與行為進行采集，實現對其進行有效管控，繼而促進巡檢人員的精細化管理。

2 系統建立的意義

2.1 加大管道保護宣傳維度和深度

管道沿線設置的標志樁是最直觀、有效的向人們傳遞管道保護信息的載體[1]。標志樁上加設二維碼，將管道管徑、材質、輸送介質壓力、輸送速度等參數，管道埋深、走向，輸送介質的危險性，管道失效的后果及影響等大量數據信息和圖表均植入二維碼，人們可以借助手機快速獲取二維碼中存儲的信息，可隨時隨地下載圖文、了解管道保護安全信息。

2.2 解決第三方施工痛點難點

當發生由第三方在管道沿線施工時，可以掃描標志樁上的二維碼獲取相關施工政策信息和管線信息，根據施工政策并按步驟進行填報內容和獲取信息，便于第三方施工單位順利施工和安全施工。

2.3 加強巡檢有效性管控

巡線人員在對自己負責的管道沿線巡檢時，要通過掃描標志樁上的二維碼進行打卡記錄，可作為巡線人員的考勤記錄，真實有效的對管道現場進行管理。

3 研究現狀分析

3.1 管道管理現狀

珠三角天然氣管網管道管理呈現出以下四方面特點和難點：

①管道沿線高后果區數量多、里程長，共有45處高后果區，Ⅱ級及以上高后果區管道里程約240km，約占管道總里程數的68%；

②管道沿線第三方施工活動頻繁，管道兩側各五米范圍內每年發生300至400起第三方施工事件；

③第三方施工單位與管道企業跨行業溝通存在痛點和難點。因第三方施工單位與管道企業屬于不同行業，管道企業與第三方施工單位在日常對接過程中，因第三方施工單位對天然氣管道保護法、第三方施工管理規定、資料報送流程不熟悉，導致第三方施工單位不能按流程、按時間節點、按模板要求報送資料；

④管道企業點多線長面廣，長輸管道是沒有圍墻的工廠。管道及附屬設施大部分位于野外，管道沿線環境多樣且復雜，對巡線有效性提出了更高要求。

3.2 標志樁智能化發展現狀

雖然多年來管道安全標識盡管從材質、數量以及設置要求等方面有了很大提高，但是縱觀油氣管道安全標識的各種標準內容，對油氣管道安全標識管控并沒有實質性的創新，更多地是關注了設置方式、數量等[2]。

4 技術方案研究

4.1 升級標志樁硬件

高后果區加密后的標志樁間距建議控制在25米至50米范圍內，為達到美觀、耐用、無需定期貼膜等目的，可采用玻璃鋼材質方形標志樁代替原有水泥樁、PVC圓形樁，相關技術要求見表1。

表1 標志樁技術要求

4.2 設計二維碼樣式

①采用耐磨損的亞克力材質制作二維碼，粘貼在標志樁正面凹槽處。

②二維碼尺寸與標志樁尺寸配套，制作的兩個二維碼，分別標注這兩個二維碼的操作使用方名稱。

③設計第一個碼是關于登錄企業下載的官方APP的二維碼，使用者主要是第三方施工單位；第二個碼是通過官方APP掃二維碼完成巡檢工作和考勤打卡以及第三方施工單位查詢相關信息，使用者是巡檢人員和第三方施工單位。

二維碼信息統計見表2。

表2 二維碼信息統計表

4.3 制定業務流程

通過每個標志樁粘貼二維碼的管理模式去解決第三施工的及時溝通與協調問題，人防工作時段中考勤管理、巡線頻率、巡檢及時性和有效性的問題。具體包括第三方施工業務流程圖，如圖1；管道巡線人員業務流程圖，如圖2。

圖1 第三方施工業務流程圖

圖2 管線巡檢人員業務流程圖

4.4 設計系統架構

設計標志樁二維碼系統平臺總體架構圖和網絡架構圖，系統總體架構圖，如圖3；網絡架構圖，如圖4。

圖3 總體架構圖

圖4 網絡架構圖

標志樁二維碼系統平臺APP端有外部第三方施工單位進行使用，因此只能使用外網來進行數據訪問，具體方式如下：

①應用服務器需放置到DMZ區，進行與內網數據訪問。

②若無敏感保密數據或必須與內網進行交互的需求，可將應用服務器放置到外網中。

4.5 設計功能模塊

標志樁二維碼系統平臺設計功能模塊包括APP端和PC端相關功能，APP端功能模塊列表見表3，PC端功能模塊列表見表4。

表3 APP端功能模塊列表

表4 PC端功能模塊列表

5 結語

基于珠三角天然氣管網高后果區管道第三方施工管理、巡線管理、管道保護宣傳等業務需求，分析了天然氣管道高后果區標志樁智能化升級的研究內容、系統建設的意義和研究現狀，從標志樁硬件升級、二維碼樣式設計、業務流程制定、系統架構設計、功能模塊開發等多方面進行研究，整個過程充分考慮了閉環管理、高后果區管理等完整性管理理念，可推廣應用于管道管理工作，保障管道安全運行。