天然氣管道高后果區(qū)標(biāo)志樁智能化應(yīng)用技術(shù)研究

劉志鵬

中海廣東天然氣有限責(zé)任公司 廣東 珠海 519015

珠三角某天然氣管網(wǎng)公司負責(zé)珠三角西岸351公里天然氣管網(wǎng)運營管理。管網(wǎng)連接著LNG接收站和海氣處理終端，向珠海、中山、廣州、江門和澳門等地區(qū)的燃氣電廠、工業(yè)用戶、城市燃氣公司等輸送天然氣。管道沿線經(jīng)濟發(fā)達，人口密集，管道沿線第三方施工活動頻繁。管道失效導(dǎo)致天然氣泄漏引起火災(zāi)爆炸，將會引起重大公共安全事故。

按照國家安全總局等八部委《關(guān)于加強油氣輸送管道途經(jīng)人員密集場所高后果區(qū)安全管理工作的通知》（安監(jiān)總管三〔2017〕138號），要加密設(shè)置地面警示標(biāo)示，及時阻止危及人員密集型高后果區(qū)管段安全的違法施工作業(yè)行為。文中結(jié)合管道高后果區(qū)加密設(shè)置的標(biāo)志樁，開展標(biāo)志樁二維碼系統(tǒng)平臺方案研究，分析系統(tǒng)建立意義和研究現(xiàn)狀，研究系統(tǒng)技術(shù)方案，形成管道標(biāo)志樁二維碼系統(tǒng)平臺輔助管道高后果區(qū)管理的技術(shù)思路和方案。

1 研究內(nèi)容

（1）通過標(biāo)志樁二維碼系統(tǒng)平臺提供多一重巡線考勤輔助技術(shù)手段，保障巡線及時有效，防止出現(xiàn)漏巡管段；實現(xiàn)巡檢智能化，巡檢人員只需要用手機APP到現(xiàn)場并掃描標(biāo)志樁上的二維碼，即完成當(dāng)前標(biāo)志樁的巡檢任務(wù)，解決巡檢不到位的情況。

（2）在第三方施工管理過程中，通過系統(tǒng)方便核查第三方施工單位在編制方案前是否開展現(xiàn)場勘查；管線情況信息及時查詢，給第三方施工單位提供管線埋設(shè)情況、向其傳遞第三方施工活動管理流程及要求，降低事故發(fā)生概率；準(zhǔn)確生成標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書，可以有效指導(dǎo)第三方施工單位進行規(guī)范化施工。

（3）通過平臺獲取、匯總、分析管道巡線、第三方施工活動等數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)價值，為分析管道沿線第三方施工發(fā)生趨勢以便配置巡線資源提供數(shù)據(jù)支持；巡檢人員的智能化管理，利用二維碼技術(shù)對管道巡檢人員信息與行為進行采集，實現(xiàn)對其進行有效管控，繼而促進巡檢人員的精細化管理。

2 系統(tǒng)建立的意義

2.1 加大管道保護宣傳維度和深度

管道沿線設(shè)置的標(biāo)志樁是最直觀、有效的向人們傳遞管道保護信息的載體[1]。標(biāo)志樁上加設(shè)二維碼，將管道管徑、材質(zhì)、輸送介質(zhì)壓力、輸送速度等參數(shù)，管道埋深、走向，輸送介質(zhì)的危險性，管道失效的后果及影響等大量數(shù)據(jù)信息和圖表均植入二維碼，人們可以借助手機快速獲取二維碼中存儲的信息，可隨時隨地下載圖文、了解管道保護安全信息。

2.2 解決第三方施工痛點難點

當(dāng)發(fā)生由第三方在管道沿線施工時，可以掃描標(biāo)志樁上的二維碼獲取相關(guān)施工政策信息和管線信息，根據(jù)施工政策并按步驟進行填報內(nèi)容和獲取信息，便于第三方施工單位順利施工和安全施工。

2.3 加強巡檢有效性管控

巡線人員在對自己負責(zé)的管道沿線巡檢時，要通過掃描標(biāo)志樁上的二維碼進行打卡記錄，可作為巡線人員的考勤記錄，真實有效的對管道現(xiàn)場進行管理。

3 研究現(xiàn)狀分析

3.1 管道管理現(xiàn)狀

珠三角天然氣管網(wǎng)管道管理呈現(xiàn)出以下四方面特點和難點：

①管道沿線高后果區(qū)數(shù)量多、里程長，共有45處高后果區(qū)，Ⅱ級及以上高后果區(qū)管道里程約240km，約占管道總里程數(shù)的68%；

②管道沿線第三方施工活動頻繁，管道兩側(cè)各五米范圍內(nèi)每年發(fā)生300至400起第三方施工事件；

③第三方施工單位與管道企業(yè)跨行業(yè)溝通存在痛點和難點。因第三方施工單位與管道企業(yè)屬于不同行業(yè)，管道企業(yè)與第三方施工單位在日常對接過程中，因第三方施工單位對天然氣管道保護法、第三方施工管理規(guī)定、資料報送流程不熟悉，導(dǎo)致第三方施工單位不能按流程、按時間節(jié)點、按模板要求報送資料；

④管道企業(yè)點多線長面廣，長輸管道是沒有圍墻的工廠。管道及附屬設(shè)施大部分位于野外，管道沿線環(huán)境多樣且復(fù)雜，對巡線有效性提出了更高要求。

3.2 標(biāo)志樁智能化發(fā)展現(xiàn)狀

雖然多年來管道安全標(biāo)識盡管從材質(zhì)、數(shù)量以及設(shè)置要求等方面有了很大提高，但是縱觀油氣管道安全標(biāo)識的各種標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，對油氣管道安全標(biāo)識管控并沒有實質(zhì)性的創(chuàng)新，更多地是關(guān)注了設(shè)置方式、數(shù)量等[2]。

4 技術(shù)方案研究

4.1 升級標(biāo)志樁硬件

高后果區(qū)加密后的標(biāo)志樁間距建議控制在25米至50米范圍內(nèi)，為達到美觀、耐用、無需定期貼膜等目的，可采用玻璃鋼材質(zhì)方形標(biāo)志樁代替原有水泥樁、PVC圓形樁，相關(guān)技術(shù)要求見表1。

表1 標(biāo)志樁技術(shù)要求

4.2 設(shè)計二維碼樣式

①采用耐磨損的亞克力材質(zhì)制作二維碼，粘貼在標(biāo)志樁正面凹槽處。

②二維碼尺寸與標(biāo)志樁尺寸配套，制作的兩個二維碼，分別標(biāo)注這兩個二維碼的操作使用方名稱。

③設(shè)計第一個碼是關(guān)于登錄企業(yè)下載的官方APP的二維碼，使用者主要是第三方施工單位；第二個碼是通過官方APP掃二維碼完成巡檢工作和考勤打卡以及第三方施工單位查詢相關(guān)信息，使用者是巡檢人員和第三方施工單位。

二維碼信息統(tǒng)計見表2。

表2 二維碼信息統(tǒng)計表

4.3 制定業(yè)務(wù)流程

通過每個標(biāo)志樁粘貼二維碼的管理模式去解決第三施工的及時溝通與協(xié)調(diào)問題，人防工作時段中考勤管理、巡線頻率、巡檢及時性和有效性的問題。具體包括第三方施工業(yè)務(wù)流程圖，如圖1；管道巡線人員業(yè)務(wù)流程圖，如圖2。

圖1 第三方施工業(yè)務(wù)流程圖

圖2 管線巡檢人員業(yè)務(wù)流程圖

4.4 設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)

設(shè)計標(biāo)志樁二維碼系統(tǒng)平臺總體架構(gòu)圖和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，系統(tǒng)總體架構(gòu)圖，如圖3；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，如圖4。

圖3 總體架構(gòu)圖

圖4 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

標(biāo)志樁二維碼系統(tǒng)平臺APP端有外部第三方施工單位進行使用，因此只能使用外網(wǎng)來進行數(shù)據(jù)訪問，具體方式如下：

①應(yīng)用服務(wù)器需放置到DMZ區(qū)，進行與內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)訪問。

②若無敏感保密數(shù)據(jù)或必須與內(nèi)網(wǎng)進行交互的需求，可將應(yīng)用服務(wù)器放置到外網(wǎng)中。

4.5 設(shè)計功能模塊

標(biāo)志樁二維碼系統(tǒng)平臺設(shè)計功能模塊包括APP端和PC端相關(guān)功能，APP端功能模塊列表見表3，PC端功能模塊列表見表4。

表3 APP端功能模塊列表

表4 PC端功能模塊列表

5 結(jié)語

基于珠三角天然氣管網(wǎng)高后果區(qū)管道第三方施工管理、巡線管理、管道保護宣傳等業(yè)務(wù)需求，分析了天然氣管道高后果區(qū)標(biāo)志樁智能化升級的研究內(nèi)容、系統(tǒng)建設(shè)的意義和研究現(xiàn)狀，從標(biāo)志樁硬件升級、二維碼樣式設(shè)計、業(yè)務(wù)流程制定、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、功能模塊開發(fā)等多方面進行研究，整個過程充分考慮了閉環(huán)管理、高后果區(qū)管理等完整性管理理念，可推廣應(yīng)用于管道管理工作，保障管道安全運行。