智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備檢驗?zāi)Ｊ椒治?br/>——以長管拖車為例

劉三江， 陳祖志， 薄 柯， 李光海

(中國特種設(shè)備檢測研究院， 北京 100029)

移動式承壓類特種設(shè)備(包括移動式壓力容器、氣瓶)的數(shù)量多達1.5億只/臺以上，廣泛分布于城市交通要道、加油加氣站、工廠、賓館、飯店、居民區(qū)等公共場所，且移動性強，環(huán)節(jié)要素多，管理、監(jiān)管工作難度大，安全風(fēng)險比較高。基于更安全使用、更高效儲運、更優(yōu)質(zhì)服務(wù)的發(fā)展目標(biāo)，本文作者在文獻[1]中率先提出了通過全面融合應(yīng)用先進傳感、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)構(gòu)建“智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備”的新思路，并在后續(xù)的文章中對智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備科技及標(biāo)準化需求、監(jiān)管模式[2-3]等方面作了分析，同時在實際工作中也在逐步推進關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、示范應(yīng)用等方面的工作。

智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備的發(fā)展也將帶來檢驗?zāi)Ｊ降淖兏?，本文首先對智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備檢驗?zāi)Ｊ降幕咎匦赃M行分析，然后以移動式壓力容器中的典型品種長管拖車為例，圍繞其檢驗全過程各環(huán)節(jié)，通過與傳統(tǒng)檢驗之間進行比對分析，對智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備的檢驗?zāi)Ｊ阶鬟M一步剖析，從而為下一步開展相關(guān)工作提供指導(dǎo)。

1 智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備檢驗?zāi)Ｊ椒治?/h2>

智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備發(fā)展的基本思路是，集成設(shè)備設(shè)計、制造、經(jīng)營、使用、充裝、卸載、定期檢驗、維修、改造、報廢等全生命周期全鏈條的相關(guān)信息，匯聚成移動式承壓設(shè)備大數(shù)據(jù)，然后以數(shù)據(jù)為驅(qū)動，創(chuàng)新技術(shù)和管理架構(gòu)，并反饋到設(shè)備全生命周期全鏈條各環(huán)節(jié)，支撐信息化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化、智能化、智慧化的新模式運行。智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備在檢驗環(huán)節(jié)，將建立起“智能檢驗”的新模式，主要特性如下：

1.1 以大數(shù)據(jù)為中心

智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備的檢驗，將緊密圍繞大數(shù)據(jù)展開。一方面，充分利用全生命周期、全鏈條大數(shù)據(jù)，指導(dǎo)檢驗方案制定、檢驗項目實施、檢驗結(jié)果評定、檢驗過程管理等工作的開展。另一方面，全面采集檢驗各環(huán)節(jié)的設(shè)備、機構(gòu)、人員、環(huán)境、管理等各方面的信息，如被檢設(shè)備的安全狀態(tài)信息、檢驗項目及其實施過程信息、檢驗單位的經(jīng)驗與質(zhì)量管理信息、檢驗儀器設(shè)備的檢定與校驗信息、檢驗人員的能力水平信息、檢驗環(huán)境的適應(yīng)性信息、檢驗現(xiàn)場質(zhì)量管理信息，上述信息能數(shù)字化盡可能數(shù)字化，對難以數(shù)字化的圖樣、語音、視頻等信息進行規(guī)范化、標(biāo)準化，由此構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備檢驗環(huán)節(jié)大數(shù)據(jù)。

1.2 檢驗過程信息化、網(wǎng)絡(luò)化

智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備的檢驗，將實現(xiàn)檢驗過程全節(jié)點信息化及相關(guān)管理工作的全通道網(wǎng)絡(luò)化，由此一方面可以提高檢驗、管理工作的效能和水平，另一方面建立起有效的數(shù)據(jù)收集機制，支撐檢驗大數(shù)據(jù)建設(shè)。充分利用移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，對檢驗方案制定、檢驗前準備、檢驗實施、結(jié)果評價、缺陷和問題處理、檢驗記錄和報告等過程的所有節(jié)點均進行信息化，在各節(jié)點設(shè)置方便、快捷的數(shù)據(jù)錄入、輸入、導(dǎo)入及修改接口，數(shù)據(jù)可以自動的處理、傳輸、轉(zhuǎn)換，然后實時的接入大數(shù)據(jù)平臺；充分利用互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等各類通信技術(shù)，建立檢驗機構(gòu)、使用單位、監(jiān)管機構(gòu)之間的網(wǎng)絡(luò)化溝通交流平臺，實現(xiàn)檢驗提醒、檢驗申報、檢驗受理、檢驗實施過程跟蹤、檢驗信息上報和分享等都在線上完成，高效率完成業(yè)務(wù)的同時，相關(guān)數(shù)據(jù)也自動接入大數(shù)據(jù)平臺。

1.3 以風(fēng)險分析為基礎(chǔ)

安全的本質(zhì)是“沒有不可接受風(fēng)險”，因而安全保障的根本目的是進行風(fēng)險管控，即通過最優(yōu)的手段將風(fēng)險控制在“合理可行的低”，基于風(fēng)險的檢驗已經(jīng)成功引入過程工業(yè)成套裝置檢驗領(lǐng)域，并大量應(yīng)用，但目前很多特種設(shè)備的檢驗還沒有引入風(fēng)險分析手段，大量存在過檢驗、欠檢驗甚至錯檢驗的現(xiàn)象。智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備的檢驗將緊密圍繞風(fēng)險分析而開展，全面識別出設(shè)備的各類失效風(fēng)險，制定風(fēng)險的可接受準則和評價標(biāo)準，基于風(fēng)險分析制定相應(yīng)的檢驗策略、評價準則，通過對設(shè)備自身風(fēng)險與可接受風(fēng)險進行比較，進行各類評價和做出相應(yīng)決策。

1.4 智能化檢測

智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備的檢測，是實時監(jiān)測結(jié)合必要的現(xiàn)場檢測(檢驗人員到設(shè)備現(xiàn)場進行的檢測，包括在線檢測、停機檢測)。實時監(jiān)測是對設(shè)備物理狀態(tài)(損傷和故障情況)、運行狀態(tài)、操作情況、使用管理情況、環(huán)境狀態(tài)等方面安全狀態(tài)參量的綜合監(jiān)測，監(jiān)測方式通常是遠程監(jiān)測，監(jiān)測系統(tǒng)通過深度融合應(yīng)用先進傳感、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、功能安全、信息安全等技術(shù)而搭建，監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時性、完整性、真實性、可用性、可靠性、安全性可以得到有效保障?，F(xiàn)場檢測在必要時進行，可以借助機器人、全自動檢測儀等自動化、智能化儀器設(shè)備實施，大大拓寬檢測覆蓋范圍，大幅提升檢測精準度和檢測效率?；趯崟r監(jiān)測、在線檢測、停機檢測采集獲得的多傳感器信息、多參量數(shù)據(jù)進行綜合分析，再結(jié)合對集成的全生命周期、全鏈條大數(shù)據(jù)信息挖掘，實現(xiàn)對設(shè)備安全狀態(tài)的智能感知。

1.5 分析評價智慧化

綜合設(shè)備檢驗過程中采集到的數(shù)據(jù)以及已匯集至大數(shù)據(jù)平臺中的設(shè)備設(shè)計、制造、使用等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，可以對檢驗結(jié)果進行全方位、多維度、多角度的分析，既可對設(shè)備的物理狀態(tài)及其變化趨勢進行分析，也可以對設(shè)備的制造質(zhì)量水平及運行、使用、操作、管理情況等進行分析，還可以對設(shè)備相關(guān)的企業(yè)、機構(gòu)、地區(qū)、行業(yè)進行能力、水平、管理、安全整體狀況等方面的分析，這些分析都是借助嵌入大數(shù)據(jù)平臺中的相應(yīng)模型自動完成。智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備檢驗結(jié)果的評價，將基于大數(shù)據(jù)分析，綜合考慮設(shè)備的自身物理狀態(tài)、使用情況及相關(guān)管理水平等情況，通過風(fēng)險分析，對設(shè)備的安全等級、檢驗周期等方面做出有針對性的、個性化的評價，同時還能提供風(fēng)險防控策略。

2 長管拖車智能檢驗與傳統(tǒng)檢驗對比分析

在特種設(shè)備領(lǐng)域，智能檢驗的概念在早期就已提出，但并沒有形成明確的內(nèi)涵，在技術(shù)上和管理上也沒有形成明確的發(fā)展方向，大多數(shù)檢驗機構(gòu)只簡單的將智能檢驗看作是改進內(nèi)部管理和技術(shù)服務(wù)的工具和手段[4-6]。智能網(wǎng)聯(lián)的發(fā)展思路為特種設(shè)備的智能檢驗提供了有力的抓手，以大數(shù)據(jù)為中心，全面實現(xiàn)檢驗過程的數(shù)字化、信息化，并建立智能化安全狀態(tài)檢測、智慧化分析評價的模式，將有力支撐特種設(shè)備檢驗向智能化方向發(fā)展。智能檢驗?zāi)Ｊ降陌l(fā)展，將有效避免過檢驗、欠檢驗、錯檢驗情況的發(fā)生，從而一方面提高設(shè)備的安全保障水平，另一方面保證設(shè)備運行經(jīng)濟性，最終達到安全性和經(jīng)濟性和諧統(tǒng)一的發(fā)展目標(biāo)，以更好的服務(wù)于特種設(shè)備的使用和監(jiān)管。

長管拖車是移動式承壓設(shè)備中的重要品種，其是由大容積氣瓶通過框架與走行裝置或直接與走行裝置固定在一起而組成的運輸設(shè)備，通俗的說就是將幾個或十幾個大氣瓶通過配管和閥門連接在一起，再配上安全裝置、壓力表和溫度計等，主要用于運輸天然氣、氫氣等能源氣體及工業(yè)氣體，典型長管拖車外觀如圖1所示。下面以長管拖車為例，針對其檢驗過程各環(huán)節(jié)，對智能檢驗的特點作進一步剖析，并與傳統(tǒng)檢驗進行比對，以進一步明確智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備智能檢驗?zāi)Ｊ降膬?nèi)涵，從而為下一步開展相關(guān)工作提供指導(dǎo)。長管拖車智能檢驗與傳統(tǒng)檢驗的比對詳見表1。

圖1 長管拖車外觀圖

表1 長管拖車智能檢驗?zāi)Ｊ脚c傳統(tǒng)檢驗?zāi)Ｊ奖葘Ψ治?/p>

3 智能網(wǎng)聯(lián)長管拖車“智能檢驗”關(guān)鍵技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)長管拖車的發(fā)展落地及其智能檢驗?zāi)Ｊ降臉?gòu)建，還需要一些技術(shù)上的支撐，關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾個方面。

3.1 安全狀態(tài)實時監(jiān)控技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)長管拖車需要搭載一套監(jiān)控系統(tǒng)，以對設(shè)備的安全狀態(tài)參量進行實時監(jiān)測，本文作者在前期已經(jīng)對智能網(wǎng)聯(lián)長管拖車監(jiān)測方案作了分析，基于對損傷、故障、失效、事故案例的分析，設(shè)計了一套監(jiān)測指標(biāo)，并提出了各指標(biāo)的監(jiān)測目的、監(jiān)測手段和方法、監(jiān)測頻度、響應(yīng)方式等。下一步可以基于該監(jiān)測方案，開發(fā)相應(yīng)的監(jiān)測系統(tǒng)，以實現(xiàn)長管拖車安全狀態(tài)實時監(jiān)測、信息實時傳輸交互、及時決策、協(xié)同控制為目標(biāo)，充分利用先進傳感、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，構(gòu)建智能化的監(jiān)控系統(tǒng)，保證采集數(shù)據(jù)全面、實時、完整、可用；同時考慮監(jiān)控系統(tǒng)自身的功能安全、信息安全問題，保證所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)真實、穩(wěn)定以及數(shù)據(jù)存儲、傳輸保密可靠。

3.2 動態(tài)風(fēng)險評估技術(shù)

智能網(wǎng)聯(lián)長管拖車的智能檢驗是基于動態(tài)風(fēng)險的檢驗，需要開發(fā)各類風(fēng)險評估模型，包括單體設(shè)備的動態(tài)風(fēng)險評估模型，以及不同時間尺度(不同周期、時段等)、不同空間范圍(不同區(qū)域、單位、行業(yè)等)、不同應(yīng)用領(lǐng)域視角下(政府監(jiān)管、技術(shù)檢驗、經(jīng)濟發(fā)展、社會治理等)的宏觀安全風(fēng)險評估模型。包括長管拖車在內(nèi)的移動式承壓設(shè)備的風(fēng)險是基于時間和空間“動態(tài)”變化的，以專家知識經(jīng)驗為主的靜態(tài)風(fēng)險評估不適用于移動式承壓設(shè)備的風(fēng)險評估，需要采用實時動態(tài)風(fēng)險評估技術(shù)。在移動式承壓設(shè)備全生命周期數(shù)據(jù)鏈基礎(chǔ)上，可以開發(fā)基于大數(shù)據(jù)分析的動態(tài)風(fēng)險評估技術(shù)，通過建立基于大數(shù)據(jù)的風(fēng)險評估模型并將之嵌入大數(shù)據(jù)平臺中，即可實現(xiàn)對移動式承壓設(shè)備動態(tài)風(fēng)險的實時分析評估。

3.3 數(shù)據(jù)資源建設(shè)

智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備智能檢驗方案制定、風(fēng)險分析、分析評價等全過程均緊密圍繞大數(shù)據(jù)分析而展開，數(shù)據(jù)是智能檢驗的核心問題。檢驗環(huán)節(jié)大數(shù)據(jù)建設(shè)，需要開展一系列工作。首先，需要對檢驗環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)梳理，理清數(shù)據(jù)分布和流向，明確數(shù)據(jù)總體架構(gòu)，建立數(shù)據(jù)資源目錄體系，做好數(shù)據(jù)分類，從而盡可能融合各方面數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)信息盲區(qū)。其次，要做好數(shù)據(jù)標(biāo)準化工作，重點制定好元數(shù)據(jù)規(guī)范、信息分類編碼規(guī)范以及數(shù)據(jù)庫建設(shè)規(guī)范等方面的標(biāo)準，以長管拖車為例，需要制定“長管拖車數(shù)據(jù)元規(guī)范”、“長管拖車信息分類編碼規(guī)范”、“長管拖車數(shù)據(jù)庫建設(shè)規(guī)范”等標(biāo)準。最后，要動員相關(guān)力量做好信息采集工作，對于使用單位、檢驗機構(gòu)、監(jiān)管機構(gòu)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，要予以充分利用，對于新檢驗數(shù)據(jù)，要按照大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)要求全面信息化，及時匯入大數(shù)據(jù)平臺。

4 結(jié)語

移動式承壓設(shè)備傳統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代信息、電子、通信、計算機、智能控制技術(shù)充分融合，將促進設(shè)備產(chǎn)品、管理、服務(wù)不斷向信息化、智能化、智慧化方向發(fā)展，由此建立起智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備新模式，推動設(shè)備向更安全使用、更高效儲運、更優(yōu)質(zhì)服務(wù)方向的轉(zhuǎn)型升級。智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備在檢驗環(huán)節(jié)，將建立起“智能檢驗”的新模式，推動傳統(tǒng)檢驗不斷轉(zhuǎn)型升級本文對智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備的“智能檢驗”模式作了分析，主要結(jié)論如下：

1)智能網(wǎng)聯(lián)移動式承壓設(shè)備檢驗?zāi)Ｊ降幕咎匦园ǎ阂源髷?shù)據(jù)為中心，檢驗過程信息化、網(wǎng)絡(luò)化，以風(fēng)險分析為基礎(chǔ)，智能化檢測，分析評價智慧化。對各項特性的內(nèi)涵逐一作了分析。

2)以長管拖車為例，從其檢驗全過程各環(huán)節(jié)出發(fā)，進一步分析了智能檢驗的特點并與傳統(tǒng)檢驗進行比對，從而進一步明確了智能檢驗的內(nèi)涵。

3)提出了構(gòu)建長管拖車“智能檢驗”模式的關(guān)鍵技術(shù)，從安全狀態(tài)實時監(jiān)控技術(shù)、動態(tài)風(fēng)險評估技術(shù)數(shù)據(jù)資源建設(shè)三個方面作了分析，可為下一步推進相關(guān)工作提供指導(dǎo)。