城市燃气高压管道巡检系统建设与实践

韦永金，吴文林，秦 硕，刘伟才，杨国强，年省力

（1.贵州燃气集团股份有限公司，贵州贵阳 550001；2.深圳市赛易特信息技术有限公司，广东深圳 518055；3.北京中盈安信技术服务股份有限公司，北京 100803）

0 引言

管道巡检作为管道运行管理单位的一项基本、重要工作，巡检方式上从传统的巡检模式发展到基于信息纽技术、FRID 技术、GIS 技术的电子巡检系统[1]，随着信息技术发展、移动应用的普及，近几年结合管道完整性管理理念、要求而建设的智能化管道巡检系统已成为趋势。为满足贵州燃气集团股份有限公司(以下简称公司)开展管道完整性管理各项业务要求，公司结合下属成员业务单位巡检模式，建立了高压燃气管道巡检系统，以下对巡检必经点、事件、巡检内容标准化、系统业务功能等进行阐述、介绍。

1 巡检对象分类

将巡检过程记录体现在相应的系统平台上，变传统的纸质巡检记录为信息化的系统数据共享，在巡检系统建设可研阶段，需要明确巡检人员在管道巡检过程中经过具有代表性的点，以点代面开展管道沿线的巡检任务，例如巡检人员经过某点，即表示对该点代表的某段管道进行了相应的巡检。将巡检对象分为必经点、事件。

1.1 必经点

巡检人员不仅要对管道上方情况进行检查，还要对沿线环境、地质灾害区域、第三方施工区域等现象进行相应检查；由于贵州省内地质多为山区，植被繁殖较快，尤其是植物茂密的山区，管道运行多年，有的管道上方巡检人员无法达到，只能到达管道附近；但作为巡检日常工作，对管道开展基本的日常巡检任务，应是对一些基本要经过的点进行巡检。必经点是巡检人员在自己所属的巡检区段内必须要经过的点，持巡检APP 移动端设备到必经点的一定缓冲范围内（可自行设置）驻留一定的时间（如30 s），系统则认为打点成功。一旦确定了某处为必经点，从管理方面制定对必经点的管理规定。有的文献中叫巡检关键点[2]，其为现场管道巡检工作提供了重要的位置依据，可以提高现场管道巡检闭环管理定位工作的效率。

对必经点设置必要的巡检要求，在必经点驻留时需要录入该必经点的巡检记录（离开该必经点的范围则不允许录入），巡检记录存在“否”的情况，则该必经点在后续巡检的过程中用高亮的颜色显示，直至从“否”变成“是”。通过同步最近一次必经点的检查记录来进行提醒，若最近一次巡检记录有颜色，则本次就有颜色，若上次没有颜色则本次也没有颜色。在录入巡检记录的时候，可以上传该必经点周边环境的照片，既能明确人到了必经点，也可通过巡检记录数据查询照片识别周边环境是否有异常情况。若某个必经点内的填报巡检内容记录存在“否”的情况，则用高亮颜色提醒，在今后的巡检过程中均用高亮的颜色提醒，直至该必经点的巡检记录全部为“是”，即表示该异常现象闭环，高亮颜色显示消失。

必经点相对存在周期长，伴随管道全生命周期，是相对比较固定的点，对实际的巡检现状开展调研后，为减少系统建成投入使用后不必要的系统核心模块改动，确定必经点类型为穿跨越点、高后果区、阀室、地质灾害区。

1.2 事件

在管道沿线巡检过程中，将管道附近的第三方施工、活动时间较长的人类活动等定义为事件，例如对于第三方施工的管理，在施工前、施工中、施工结束等过程开展施工安全协议、管道保护相关法律内容告知等；建设的巡检APP 移动端，应能对事件进行动态跟踪，将跟踪信息分为跟踪中、未跟踪、暂停跟踪、跟踪结束，巡检人员到达了事件所在区域后，将事件信息以图片、视频等方式上传到巡检系统。

事件的存在周期短，以跟踪事件动态信息对其管理，将跟踪信息录入、上传系统，实现事件状态的闭环管理，一旦该事件结束，不再纳入巡检对象。必经点和事件在进行系统架构和功能模块设计时，应分类管理。

2 必经点巡检内容标准化

经对公司所属已经推广实施管道完整性的业务单位调研发现，在外聘巡检人员管理方式、内部人员巡检模式等方面存在差异，考虑系统建成后期将向其他子公司进行推广，需将存在差异的内容进行统一，避免个性化的定制巡检内容。参考国家GB/T 35068—2018《油气管道运行规范》以及地方政府对高后果区、管道巡护管理要求[3]，并结合公司管道完整性管理第三级体系文件《高压燃气管道及设施巡查管理规程》，确定巡检内容。检查内容设置为字句判断式，提供“是”“否”选项，选是为存在异常，选否为无异常。

2.1 公司内部巡线人员巡检内容

2.1.1 高后果区

（1）水工工程、阴极保护设施、管线穿越点排气管、管涵、三桩、警示牌等管道附属设施是否完好。

（2）检查在管线中心线两侧各5 m 范围内是否存在取土、挖塘、修渠、修建养殖水场。

（3）检查在管线中心线两侧各5 m 范围内是否存在堆放大宗物资，采石、盖房、建温室、垒家畜棚圈、修筑其他建筑物、构筑物或者种植深根植物等问题。

（4）对穿越河流的管道，在上下游100 m 内是否有掏沙、挖泥、筑坝、炸鱼、水下爆破等危及管道安全的水下作业。

（5）观察管道两侧200 m 范围内是否有特定场所和居民户数增加。

2.1.2 地质灾害区

（1）管道所经区域内地形、地貌是否有明显变化。

（2）水工保护设施是否有塌陷、损毁、松动或人为破坏等现象，雨后是否有水毁发生。

（3）管道安全控制范围内是否有滑坡、地面沉降或塌陷、水土流失、地裂缝、水淹、边坡变化、崩塌（崩落、垮塌或塌方）、泥石流和河床冲刷等异常现象。

2.1.3 穿跨越点

（1）管道周边有无水下作业，河道疏浚作业，如穿越河流的管道；在管道中心线两侧上下游500 m 范围内是否有掏沙、挖泥、筑坝、炸鱼、河道疏浚作业、水下爆破等危及管道安全的水下作业。

（2）管道穿越公路、铁路、河流渠道等交叉部位的安全保护措施是否有缺陷。

（3）管道周边是否有燃气或加臭剂异味、水面冒泡、植物枯萎等异常现象或检测到燃气泄漏。

2.1.4 阀室

（1）阀室土建、安防、供电、工艺、自控、泄漏报警器等是否有异常现象。

（2）主阀、放散阀开关状态是否不合规，开关状态牌是否存在缺陷。

（3）阀室内外露的所有连接、密封部位是否有泄漏现象，设施和配件的防腐层是否有缺陷，是否有腐蚀、脱落现象。

（4）阀室周围是否有堆放杂物，是否有危及（或可能危及）设施安全的建（构）筑物。

（5）阀室外墙是否有缺损、阀室地基是否有下陷等情况。

（6）阀室是否卫生差，是否有积（污）水。

（7）阀室控制室内设施（仪表、供电设施、照明、UPS、RTU、消防器材等）外观是否有异常，控制室紧急开关是否有缺陷。

（8）阀门启闭操作是否有异常。

2.2 外聘属地巡线人员巡检内容

由于外聘巡线人员多为管道经过沿线村庄的村民，受知识水平限制，在使用智能手机上熟练程度各有差异，对于管道业主单位，外聘巡线人员在管道巡检工作中起到“第三只眼睛”和协调当地相关管道保护事宜的作用，巡检内容主要包括周边环境、第三方活动、管道及附件。

2.2.1 周边环境

管道安全控制范围内是否有滑坡、地面沉降或塌陷、水土流失、地裂缝、水淹、边坡变化、崩塌、泥石流和河床冲刷等异常现象。

2.2.2 第三方活动

（1）管道两侧50 m 范围内，是否有影响管道安全的行为，是否存在开山和修建大型工程的情况，在管道附属设施周边500 m 地域范围内有无爆破情况。

（2）管线中心线两侧各5 m 范围内是否存在取土、挖塘、修渠、修建养殖水场，是否有排放腐蚀性物质，是否堆放大宗物资，采石、盖房、建温室、垒家畜棚圈、修筑其他建筑物、构筑物或者种植深根植物等情况。

（3）管道是否有圈闭、包封。

（4）管道上方是否有重型车辆碾压。

（5）管道穿越河流两侧上下游500 m 范围内是否有掏沙、挖泥、筑坝、炸鱼、河道疏浚作业、水下爆破等危及管道安全的水下作业。

（6）管道穿越公路、铁路、电力线、通信线、河流渠道等交叉部位的安全保护措施是否有缺陷。

2.2.3 管道及附件管道周边是否有燃气或加臭剂异味、水面冒泡、植物枯萎等异常现象或检测到燃气泄漏。

3 主要业务功能及角色设置

3.1 主要业务功能

在充分调研业务单位对巡检管理过程中存在的痛点、难点，为实现巡检管理规范化，与已建成的管道完整性系统实现数据互联互通，满足基本巡检工作，巡检系统主要业务功能如下:

（1）巡检基础数据。主要包含管线和桩管理，从GIS 系统/管道完整性系统内，将管线、桩数据进行共享，为划分巡检范围、巡检分段、必经点配置提供基础数据。

（2）巡检范围管理。巡检范围作为巡检第一层次即最顶层数据，创建巡检区段时，需选择属于某个巡检范围。只有创建了巡检范围，才能划分巡检区段。巡检范围由管线起止桩号划分，一般指整条管线或者某段管线，可实现对巡线班组、外聘巡线工的巡检区段划分和对巡线班组的排班管理（指定一段时间，指定巡检班组按照某种频率巡检某几个巡检班所属区段）。

（3）必经点管理。实现管线必经点类型、必经点名称、必经点巡检内容的管理，其中必经点类型和巡检内容由公司管道完整性管理部门负责制定统一标准并负责对数据进行维护管理，业务单位根据管道实际巡检情况可增删修改必经点名称。

（4）巡检计划管理。业务单位管理人员制定了巡检区段并配置必经点后，为巡检人员创建巡检计划，系统按照制定的巡检计划自动下发巡检任务至巡检APP，巡检人员在巡检任务规定的起始时间内完成巡检区段内的所有巡检。根据对业务单位巡检管理调研，巡检计划的制定体现灵活性，支持1 天1 巡、1 天多巡、1 周1 巡、1 周多巡、多天1 巡、特殊时间段增加巡检频率（例如节假日、汛期巡检），支持步巡、车巡，不支持多天多巡，如有必要可将多天多巡灵活变动为多天1 巡。

（5）巡检任务管理。业务单位的站（班组）长、线路工段长对巡线班组、外聘巡线工制定巡检任务计划，系统依据制定的巡检计划生成次日（或下一次）的巡检任务并下发，巡检人员登录巡检APP 后，即可获得巡检任务，开展巡检工作，业务单位管理人员可根据上传的数据查看巡检工作是否符合管理要求。

对于业务单位实际存在的月巡即每个月开展一次的月巡工作（由管理人员、巡线人员共同参与），由于该类型的巡检人员不定、巡检时间不具有计划性，在完成月巡工作后，系统实现巡检结果进行记录并形成月巡任务记录以供查阅。

（6）事件管理。对第三方活动、自然环境变化、管线及设施的进行跟踪功能，录入跟踪信息，将事件巡检跟踪过程中的图片、视频上传。该模块与管道完整性管理系统中的管道保护实现数据互联互通，使管道完整性管理系统中管道保护模块达到动态管理目的，同时对于某个事件，系统中记录该事项从开始到结束过程中产生的资料，实现事件的信息档案管理。

（7）与管道完整性系统对接。为了实现管道完整性管理业务的数据管理，达到整合管道完整性其他业务，形成业务关联链[2]，利用建设巡检系统契机，对已经运行的管道完整性管理系统功能进行优化，主要体现在事件管理、日常数据采集方面。

对管道完整性系统运行中发现管道日常管理基础数据收集、录入效率不高、数据质量较差，有的业务单位一线巡线人员在开展巡线任务时，不仅仅是单纯巡线工作，还承担其他数据测试、收集任务；有的业务单位巡线与管道数据采集不是同一批人。考虑系统建成后期的推广需要，将管道完整性系统中的阴极保护检测结果数据、恒电位仪日常运行数据、绝缘装置检测数据、阀室静密封点检测数据在巡检APP 中实现现场采集，实现数据录入方式多样化。

（8）统计分析。结合业务单位及地方政府对管道高后果区巡查检查要求[4]，“管道企业每天至少开展1 次全覆盖巡查检查；重要节假日、重大活动期间及其他特殊敏感时段对Ⅲ级高后果区的全覆盖巡查检查每天不少于2 次”，系统实现每日/周/月工作统计、必经点达到次数统计、人员巡检完成率统计，并生成统计报表（表、柱状图或者饼状图结合）结合的方式，查看方便、显示直观，便于业务单位管理人员开展高后果区、地质灾害区等必经点巡检数据统计查询、巡检考核等工作。

3.2 角色配置

巡检系统角色分为集团公司层、业务单位、业务单位管理部门、站或工段、巡线班组、外聘巡线员。按照业务单位内部巡检情况，巡检过程以班组为单位开展，人数至少2 人或2 人以上，不允许存在1 人巡检方式，针对一线人员角色配置到班组，为每个巡检班组配备至少一台专用巡检APP 终端设备；按照外聘巡检人员管理情况，由于其巡检范围相对固定，在划分片区内巡检工作基本为1 人，系统角色配置到具体的个人，将配备的巡检APP终端操作设置为简洁操作模式以便于开展巡检工作。

4 结语

通过建立高压管道巡检系统，将巡检系统从单纯的工作模式提升为打通管道完整性管理业务中相关信息数据链的重要手段，与管道完整性管理系统相关模块信息建立了紧密的联系，实现了利用标准化、信息化、智能化手段有效保证管道安全运行的新技术应用要求；目前该系统在公司高压管道上进行应用，系统运行状况良好，满足巡检日常管理工作需求，后续将研究向次高压管道巡检工作开展推广应用。