天然气管道高后果区标志桩智能化应用技术研究

刘志鹏

中海广东天然气有限责任公司 广东 珠海 519015

珠三角某天然气管网公司负责珠三角西岸351公里天然气管网运营管理。管网连接着LNG接收站和海气处理终端，向珠海、中山、广州、江门和澳门等地区的燃气电厂、工业用户、城市燃气公司等输送天然气。管道沿线经济发达，人口密集，管道沿线第三方施工活动频繁。管道失效导致天然气泄漏引起火灾爆炸，将会引起重大公共安全事故。

按照国家安全总局等八部委《关于加强油气输送管道途经人员密集场所高后果区安全管理工作的通知》（安监总管三〔2017〕138号），要加密设置地面警示标示，及时阻止危及人员密集型高后果区管段安全的违法施工作业行为。文中结合管道高后果区加密设置的标志桩，开展标志桩二维码系统平台方案研究，分析系统建立意义和研究现状，研究系统技术方案，形成管道标志桩二维码系统平台辅助管道高后果区管理的技术思路和方案。

1 研究内容

（1）通过标志桩二维码系统平台提供多一重巡线考勤辅助技术手段，保障巡线及时有效，防止出现漏巡管段；实现巡检智能化，巡检人员只需要用手机APP到现场并扫描标志桩上的二维码，即完成当前标志桩的巡检任务，解决巡检不到位的情况。

（2）在第三方施工管理过程中，通过系统方便核查第三方施工单位在编制方案前是否开展现场勘查；管线情况信息及时查询，给第三方施工单位提供管线埋设情况、向其传递第三方施工活动管理流程及要求，降低事故发生概率；准确生成标准化作业指导书，可以有效指导第三方施工单位进行规范化施工。

（3）通过平台获取、汇总、分析管道巡线、第三方施工活动等数据，挖掘数据价值，为分析管道沿线第三方施工发生趋势以便配置巡线资源提供数据支持；巡检人员的智能化管理，利用二维码技术对管道巡检人员信息与行为进行采集，实现对其进行有效管控，继而促进巡检人员的精细化管理。

2 系统建立的意义

2.1 加大管道保护宣传维度和深度

管道沿线设置的标志桩是最直观、有效的向人们传递管道保护信息的载体[1]。标志桩上加设二维码，将管道管径、材质、输送介质压力、输送速度等参数，管道埋深、走向，输送介质的危险性，管道失效的后果及影响等大量数据信息和图表均植入二维码，人们可以借助手机快速获取二维码中存储的信息，可随时随地下载图文、了解管道保护安全信息。

2.2 解决第三方施工痛点难点

当发生由第三方在管道沿线施工时，可以扫描标志桩上的二维码获取相关施工政策信息和管线信息，根据施工政策并按步骤进行填报内容和获取信息，便于第三方施工单位顺利施工和安全施工。

2.3 加强巡检有效性管控

巡线人员在对自己负责的管道沿线巡检时，要通过扫描标志桩上的二维码进行打卡记录，可作为巡线人员的考勤记录，真实有效的对管道现场进行管理。

3 研究现状分析

3.1 管道管理现状

珠三角天然气管网管道管理呈现出以下四方面特点和难点：

①管道沿线高后果区数量多、里程长，共有45处高后果区，Ⅱ级及以上高后果区管道里程约240km，约占管道总里程数的68%；

②管道沿线第三方施工活动频繁，管道两侧各五米范围内每年发生300至400起第三方施工事件；

③第三方施工单位与管道企业跨行业沟通存在痛点和难点。因第三方施工单位与管道企业属于不同行业，管道企业与第三方施工单位在日常对接过程中，因第三方施工单位对天然气管道保护法、第三方施工管理规定、资料报送流程不熟悉，导致第三方施工单位不能按流程、按时间节点、按模板要求报送资料；

④管道企业点多线长面广，长输管道是没有围墙的工厂。管道及附属设施大部分位于野外，管道沿线环境多样且复杂，对巡线有效性提出了更高要求。

3.2 标志桩智能化发展现状

虽然多年来管道安全标识尽管从材质、数量以及设置要求等方面有了很大提高，但是纵观油气管道安全标识的各种标准内容，对油气管道安全标识管控并没有实质性的创新，更多地是关注了设置方式、数量等[2]。

4 技术方案研究

4.1 升级标志桩硬件

高后果区加密后的标志桩间距建议控制在25米至50米范围内，为达到美观、耐用、无需定期贴膜等目的，可采用玻璃钢材质方形标志桩代替原有水泥桩、PVC圆形桩，相关技术要求见表1。

表1 标志桩技术要求

4.2 设计二维码样式

①采用耐磨损的亚克力材质制作二维码，粘贴在标志桩正面凹槽处。

②二维码尺寸与标志桩尺寸配套，制作的两个二维码，分别标注这两个二维码的操作使用方名称。

③设计第一个码是关于登录企业下载的官方APP的二维码，使用者主要是第三方施工单位；第二个码是通过官方APP扫二维码完成巡检工作和考勤打卡以及第三方施工单位查询相关信息，使用者是巡检人员和第三方施工单位。

二维码信息统计见表2。

表2 二维码信息统计表

4.3 制定业务流程

通过每个标志桩粘贴二维码的管理模式去解决第三施工的及时沟通与协调问题，人防工作时段中考勤管理、巡线频率、巡检及时性和有效性的问题。具体包括第三方施工业务流程图，如图1；管道巡线人员业务流程图，如图2。

图1 第三方施工业务流程图

图2 管线巡检人员业务流程图

4.4 设计系统架构

设计标志桩二维码系统平台总体架构图和网络架构图，系统总体架构图，如图3；网络架构图，如图4。

图3 总体架构图

图4 网络架构图

标志桩二维码系统平台APP端有外部第三方施工单位进行使用，因此只能使用外网来进行数据访问，具体方式如下：

①应用服务器需放置到DMZ区，进行与内网数据访问。

②若无敏感保密数据或必须与内网进行交互的需求，可将应用服务器放置到外网中。

4.5 设计功能模块

标志桩二维码系统平台设计功能模块包括APP端和PC端相关功能，APP端功能模块列表见表3，PC端功能模块列表见表4。

表3 APP端功能模块列表

表4 PC端功能模块列表

5 结语

基于珠三角天然气管网高后果区管道第三方施工管理、巡线管理、管道保护宣传等业务需求，分析了天然气管道高后果区标志桩智能化升级的研究内容、系统建设的意义和研究现状，从标志桩硬件升级、二维码样式设计、业务流程制定、系统架构设计、功能模块开发等多方面进行研究，整个过程充分考虑了闭环管理、高后果区管理等完整性管理理念，可推广应用于管道管理工作，保障管道安全运行。