“北斗”衛(wèi)星技術(shù)天然氣管線智能巡檢系統(tǒng)

王　杰

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“北斗”衛(wèi)星技術(shù)天然氣管線智能巡檢系統(tǒng)

王杰

（西安石油大學(xué)陜西西安710065）

傳統(tǒng)的天然氣管線巡檢系統(tǒng)比較落后，且效果差、成本高，無(wú)法滿足現(xiàn)代化天然氣企業(yè)的發(fā)展?！氨倍贰毙l(wèi)星技術(shù)是一種定位技術(shù)，將其應(yīng)用在巡檢系統(tǒng)的改良中，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)巡檢系統(tǒng)的不足。文章就此展開(kāi)了討論，詳細(xì)分析了天然氣管道巡檢系統(tǒng)的現(xiàn)狀，然后提出了一種采用“北斗”衛(wèi)星技術(shù)的智能巡檢系統(tǒng)解決方案。

“北斗”衛(wèi)星技術(shù)；天然氣管線；智能；巡檢系統(tǒng)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)被應(yīng)用天然氣管線巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，用以實(shí)現(xiàn)巡檢系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化。這也是當(dāng)前天然氣行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)。對(duì)此，天然氣企業(yè)應(yīng)緊跟時(shí)代發(fā)展，加大天然氣管線巡檢系統(tǒng)的研發(fā)力度，并積極應(yīng)用各種新技術(shù)，提升天然氣管道巡檢效率，從而減少天然氣管道的事故發(fā)生率，保障天然氣企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 天然氣管道巡檢系統(tǒng)的現(xiàn)狀

由于天然氣管線比較長(zhǎng)，分布范圍比較廣。因而，為了盡可能減少天然氣事故的發(fā)生，保證天然氣管線、設(shè)備的安全運(yùn)行，巡檢人員需要不斷巡檢，并記錄下巡檢時(shí)管線、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，以便后續(xù)工作的開(kāi)展。但是這種巡檢方式的應(yīng)用效果比較差。一方面是因?yàn)楣芫€過(guò)長(zhǎng)，巡檢環(huán)境較差，巡檢人員很難保持長(zhǎng)時(shí)間的注意力，認(rèn)真巡檢管線、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，很容易造成漏檢的現(xiàn)象。另一方面是因?yàn)檠矙z人員無(wú)法及時(shí)獲取檢修信息，進(jìn)行管線檢修。另外，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示：管線阻斷、破壞的主要原因就是日常巡檢工作不到位。顯然，在天然氣管道線路更加復(fù)雜、應(yīng)用范圍更加廣泛的背景下，傳統(tǒng)的巡檢模式是無(wú)法適應(yīng)天然氣企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展趨勢(shì)的。也正因?yàn)槿绱?，天然氣企業(yè)應(yīng)及時(shí)建立起一條完善的、科學(xué)的巡檢、維護(hù)體系，提高天然氣管線的安全性。只有這樣才能真正促進(jìn)天然氣企業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。

2 采用“北斗”衛(wèi)星技術(shù)的天然氣智能巡檢系統(tǒng)解決方案

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS），是中國(guó)自主建設(shè)和獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。而且該系統(tǒng)還可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，同時(shí)該系統(tǒng)還具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力，尤其是定位精度能達(dá)到10 m，測(cè)速精度能達(dá)到0.2m/s，授時(shí)精度能達(dá)到10納秒。在天然氣管線巡檢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用“北斗”衛(wèi)星技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等其它技術(shù)，可對(duì)管線、設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行一體化的收集、存儲(chǔ)、分析。而且系統(tǒng)界面清晰、易操作，能夠?yàn)楣芫€、設(shè)備后續(xù)的維護(hù)、巡檢提供有效的保障?？偟膩?lái)說(shuō)，應(yīng)用新的解決方案后，能降低天然氣企業(yè)的維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)天然氣企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的最大化。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

該系統(tǒng)包括地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星定位設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備。其中衛(wèi)星定位設(shè)備能實(shí)時(shí)反饋巡檢人員的位置信息，同時(shí)通信設(shè)備就會(huì)將這一信息發(fā)送到系統(tǒng)管理中心。隨后地理信息系統(tǒng)對(duì)巡檢人員的位置的監(jiān)控、顯示，并對(duì)其它信息進(jìn)行處理。在實(shí)際應(yīng)用中，每個(gè)巡檢人員都會(huì)配備專門(mén)的手持機(jī)，以便于系統(tǒng)進(jìn)行位置跟蹤、定位。而且巡檢人員還可將巡檢數(shù)據(jù)信息輸入到其中，通過(guò)手持機(jī)將相關(guān)信息、數(shù)據(jù)反饋給指揮中心。這樣指揮中心就能依據(jù)巡檢人員的巡檢結(jié)果及時(shí)處理有關(guān)問(wèn)題。

2.2 系統(tǒng)功能

首先，該系統(tǒng)具有巡檢監(jiān)控功能，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）系統(tǒng)中的電子地圖可放大、縮小，且能直接顯示指定的線路區(qū)域段；電子地圖即可顯示區(qū)域地理地形，也可實(shí)現(xiàn)管線、設(shè)備、巡檢位置。（2）能夠及時(shí)定位巡檢位置。巡檢人員依照規(guī)定進(jìn)行巡檢時(shí)，即可采用手動(dòng)巡檢方式，也可利用手持機(jī)進(jìn)行自動(dòng)巡檢地位。如若遇到在關(guān)鍵路段，可采用手動(dòng)緊急定位方式，提高巡檢力度。（3）可實(shí)時(shí)監(jiān)控巡檢。巡檢員利用手持機(jī)就可將實(shí)時(shí)的巡檢位置反饋到中心處理系統(tǒng)，此時(shí)監(jiān)控人員就可得到實(shí)時(shí)的巡檢信息，如有必要還可發(fā)出指令，進(jìn)行巡檢指揮。（4）具有測(cè)量距離的功能。距離測(cè)量主要是在電子地圖上進(jìn)行。點(diǎn)擊兩個(gè)位置，即可得到相距距離。這樣監(jiān)控人員就可根據(jù)巡檢員反饋的故障地點(diǎn)，進(jìn)行周邊環(huán)境距離的測(cè)量。（5）巡檢回放。該系統(tǒng)本身具有存儲(chǔ)功能。在實(shí)時(shí)監(jiān)控巡檢的過(guò)程中，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)記錄下巡檢過(guò)程并保存下來(lái)。如果需要查看巡檢視頻，調(diào)出即可。在回放的過(guò)程中，還可進(jìn)行暫停、快進(jìn)、快退等操作，同時(shí)還可以同時(shí)回放多個(gè)巡檢視頻。（6）記錄巡檢信息。在巡檢過(guò)程中，巡檢人員可將巡檢數(shù)據(jù)，如溫度、壓力等發(fā)送到控制中心，并顯示在系統(tǒng)屏幕上。這樣系統(tǒng)的監(jiān)控人員就可以及時(shí)查看巡檢信息。

其次，該系統(tǒng)能有效應(yīng)對(duì)緊急搶修事件。但這需要依靠系統(tǒng)的以下幾個(gè)功能：（1）預(yù)警功能。在巡檢的過(guò)程中，如果巡檢員發(fā)現(xiàn)故障可按照故障預(yù)警流程將故障信息發(fā)送到控制中心。一般手持機(jī)會(huì)將故障劃分為幾個(gè)等級(jí)，巡檢員可對(duì)照等級(jí)內(nèi)容，并選擇。同時(shí)，客戶終端也會(huì)有提示音，且閃爍燈指示，并在電子地圖上實(shí)時(shí)顯示出故障點(diǎn)。這樣值班人員就可及時(shí)查看，及時(shí)采取有效的解決措施。（2）故障處理。在值班人員收到故障等級(jí)、地點(diǎn)等信息時(shí)，要盡快制定搶修計(jì)劃，并安排維修人員進(jìn)行維修。（3）短信互聯(lián)。巡檢員之間、巡檢員與控制中心之間的聯(lián)系都是依靠短信聯(lián)系來(lái)完成的。短信中的數(shù)據(jù)、信息會(huì)自動(dòng)保存。如日后需要查看，調(diào)出即可。（4）應(yīng)急搶險(xiǎn)。在發(fā)生緊急事故后，控制中心會(huì)及時(shí)收到巡檢員發(fā)回的信息。這時(shí)系統(tǒng)就會(huì)依據(jù)事發(fā)地點(diǎn)，自動(dòng)生成搶險(xiǎn)路線，以供參考。這樣能有效縮短事故搶修時(shí)間。

最后，該系統(tǒng)還能可進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，總結(jié)報(bào)表。比如巡檢信息報(bào)表、巡檢故障報(bào)表、出勤報(bào)表、設(shè)備管理表、人員管理表等。這些報(bào)表既可隨時(shí)打印，也能隨時(shí)查詢。另外，該系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)維護(hù)功能。比如更改部門(mén)人員信息、增刪設(shè)備信息、改變地圖管線信息等。

2.3 系統(tǒng)界面

系統(tǒng)界面主要包括用戶界面、后臺(tái)管理界面。其中用戶界面包括工具欄、快捷按鈕、巡檢人員信息、電子地圖等多個(gè)功能欄。在巡檢過(guò)程中，用戶界面會(huì)顯示出巡檢員正在巡檢的線路短及周邊環(huán)境。同時(shí)，巡檢界面會(huì)隨著巡檢員的移動(dòng)而變化。

2.4 應(yīng)用效果

實(shí)踐證明：改良后的智能巡檢系統(tǒng)能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性、巡檢監(jiān)控的實(shí)時(shí)性。另外，在發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，還可啟動(dòng)該系統(tǒng)的自然災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案。隨后，通過(guò)該系統(tǒng)就可及時(shí)與巡檢員得到聯(lián)系，第一時(shí)間掌握住管線的運(yùn)行狀況。同時(shí)，管理人員可依據(jù)巡檢計(jì)劃，迅速制定巡檢方案，并安排巡檢任務(wù)，有效保證天然氣管線的安全、可靠。在這一過(guò)程中，“北斗”衛(wèi)星技術(shù)起到了非常重要的作用，不僅提供了全天候的定位、跟蹤服務(wù)，還提供了非?？煽康膶?dǎo)航服務(wù)。

綜上所述，采用“北斗”衛(wèi)星技術(shù)的天然氣管線巡檢系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化控制，還能提高管線巡檢工作的效率，有效保證天然管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]高媛.智能技術(shù)在城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D].北京建筑大學(xué),2017.

[2]趙逢達(dá),孫茂元,黃國(guó)言.基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的天然氣實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A].中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室學(xué)術(shù)交流中心.第八屆中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會(huì)論文集——S01衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)[C].中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室學(xué)術(shù)交流中心,2017:5.

[3]晨曦,張玉明.“北斗+燃?xì)饽Ｊ健?智能管網(wǎng)造福千萬(wàn)家[J].中國(guó)設(shè)備工程,2018(01):19-20.

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.01.17

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