綜合管理地下管網(wǎng)安全

近年來，青島、大連等地相繼發(fā)生地下管線泄漏爆炸事故，導(dǎo)致多人傷亡，并造成不良的社會影響。2014年6月，國務(wù)院辦公廳出臺《關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見》，明確把加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理作為履行政府職能的重要內(nèi)容，強(qiáng)化監(jiān)控預(yù)警，對地下管線安全風(fēng)險較大的區(qū)段和場所要進(jìn)行重點監(jiān)控。

開展地下管網(wǎng)安全管理技術(shù)創(chuàng)新研究，是促進(jìn)城市安全發(fā)展的重要內(nèi)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(shù)企業(yè)，為解決地下管網(wǎng)存在的安全監(jiān)管難題，一直致力于市政安全領(lǐng)域、生產(chǎn)安全領(lǐng)域的研發(fā)、生產(chǎn)和項目實施。為響應(yīng)國家《關(guān)于加強(qiáng)城市地下管線建設(shè)管理的指導(dǎo)意見》，榮冠公司集中科研力量，在以往的研究成果基礎(chǔ)上，開發(fā)了地下管線安全綜合管理系統(tǒng)。

三大部分組成

榮冠公司研發(fā)的地下管線安全綜合管理系統(tǒng)，包括污水管網(wǎng)及化糞池安全管理系統(tǒng)、地下油氣管線安全管理系統(tǒng)（功能系統(tǒng)）及城鎮(zhèn)三維地下管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)（支持系統(tǒng)），是一個對管線運(yùn)行安全及危險氣體泄漏進(jìn)行監(jiān)控管理的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（如圖1所示）。

污水管網(wǎng)及化糞池安全管理系統(tǒng)是以監(jiān)測、預(yù)警、處理地下有限空間內(nèi)的毒害、可燃、易爆氣體等隱患的綜合性城鎮(zhèn)安全信息物聯(lián)網(wǎng)工程。

地下油氣管線安全管理系統(tǒng)是針對石油、天然氣輸配系統(tǒng)存在的隱患進(jìn)行監(jiān)控管理，其主要功能有防第三方破壞、管線腐蝕在線監(jiān)測、油氣閥井監(jiān)控、燃?xì)饷荛]空間監(jiān)控。

城鎮(zhèn)三維地下管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是指在新建的地下管道的管材內(nèi)，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(dá)，采集地下綜合管線的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程通信控制終端，終端再將數(shù)據(jù)打包上傳至監(jiān)控中心，呈現(xiàn)在地下管線三維成像系統(tǒng)上。

功能特點

地下管線安全綜合管理系統(tǒng)分為感知層、傳輸層、數(shù)據(jù)層、平臺層和應(yīng)用層，可以作為智慧城市建設(shè)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(shè)備和各類示蹤管材，對管線的位置、埋深、走向、管徑、材質(zhì)等靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)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(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行在線監(jiān)測。

傳輸層是將管線的靜態(tài)數(shù)據(jù)通過WIFI接入互聯(lián)網(wǎng)并上傳至數(shù)據(jù)中心，以及將管線的實時運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過GPRS遠(yuǎn)程控制終端接入互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)而上傳至數(shù)據(jù)中心。

數(shù)據(jù)層匯集管線的設(shè)計數(shù)據(jù)、靜態(tài)探測數(shù)據(jù)、實時運(yùn)行數(shù)據(jù)、GIS地理信息數(shù)據(jù)，并根據(jù)系統(tǒng)需要進(jìn)行預(yù)處理。

平臺層的作用包括：通過數(shù)字化三維成像系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)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(biāo)等情況，當(dāng)有故障發(fā)生時，進(jìn)行實時報警；根據(jù)警情，調(diào)用相應(yīng)的專家決策系統(tǒng)，分析出最優(yōu)應(yīng)急響應(yīng)策略。

應(yīng)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(fā)生時，與城市數(shù)字化指揮中心進(jìn)行聯(lián)動，避免重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

此外，地下管線安全綜合管理系統(tǒng)還可從材、測、防、監(jiān)、控、管6個方面，為石油燃?xì)夤芫W(wǎng)、城鎮(zhèn)給排水管網(wǎng)、電力通信管網(wǎng)、暖氣工業(yè)管網(wǎng)、化糞池等各類管網(wǎng)提供安全保障，利用物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、自動化控制技術(shù)、綜合管理技術(shù)手段構(gòu)建多行業(yè)、多部門協(xié)作共用的綜合“城市智慧管網(wǎng)”。

“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(shù)監(jiān)測。

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

“防”是利用分布式光纖傳感系統(tǒng)，防止第三方對地下管線進(jìn)行破壞。

“監(jiān)”是指利用智能管材、各類傳感器及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實時監(jiān)測地下管線的溫度、壓力、流量、泄漏、腐蝕度、氣體濃度等運(yùn)行數(shù)據(jù)。

“控”是指管線發(fā)生泄漏時，能夠控制相關(guān)閥門自動關(guān)斷；毒害易燃易爆氣體濃度超標(biāo)時，能夠進(jìn)行智能處置降低氣體濃度；敏感區(qū)域存在危險因素時，可通過遠(yuǎn)程語音進(jìn)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(shù)字化指揮中心，實現(xiàn)對管線事故的精確定位、快速響應(yīng)及檢修聯(lián)動。

應(yīng)用反饋

地下管線安全綜合管理系統(tǒng)提高了城市綜合承載能力，促進(jìn)了城市安全發(fā)展。

目前，該系統(tǒng)中的污水管網(wǎng)及化糞池安全管理系統(tǒng)已在重慶市的永川、北碚、渝中等區(qū)縣進(jìn)行了示范應(yīng)用。經(jīng)過6年的全時良好運(yùn)行，共收集了近2億條數(shù)據(jù)，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(chǎn)生的事故損失，確保了安全；同時，每年為每個化糞池節(jié)約清掏維護(hù)費(fèi)用近3萬元，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2014年5月15日，國家安全監(jiān)管總局組織國內(nèi)相關(guān)權(quán)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(lǐng)導(dǎo)和專家組一致評定榮冠公司研發(fā)的“地下管線安全綜合管理系統(tǒng)”是地上地下安全物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要載體，填補(bǔ)了國內(nèi)外的空白，具有先進(jìn)性、實用性、經(jīng)濟(jì)性、耐久性、示范性，可復(fù)制、可推廣，為國家智慧城市建設(shè)提供了重要的基礎(chǔ)設(shè)施安全保障。endprint