郭存杰 孟祥巖 郭 磊單勁智

作者通聯(lián)：中石油北京天然氣管道有限公司管道處 北京市朝陽(yáng)區(qū)大屯路9號(hào) 100101

E-mail：guocunjie@sina.com

一、引言

陜京輸氣管道作為全國(guó)天然氣管網(wǎng)的重要組成部分，是向京、津、冀等地區(qū)供氣的重要“ 生命線”，有四條干線、七條支線，總長(zhǎng)度3400km。隨著管道運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)以及管道沿線地方經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，管道保護(hù)所面臨的風(fēng)險(xiǎn)壓力越來(lái)越大。強(qiáng)化巡邏檢查，對(duì)遏制各類(lèi)盜氣、人為破壞等案件，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制管線損壞、設(shè)備故障、輸送管內(nèi)容物泄漏、違章占?jí)旱裙艿腊踩[患，避免事故的發(fā)生起了很大的作用。圍繞管道的巡護(hù)管理，制定了不同的制度和辦法，但是作為一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作機(jī)制，不可避免地存在一些問(wèn)題，突出表現(xiàn)在對(duì)巡查人員及巡邏路線、時(shí)間、頻率、密度缺乏科學(xué)有效的監(jiān)督和制約，巡查情況很難掌握，達(dá)不到應(yīng)有的效果。

根據(jù)《石油天然氣管道保護(hù)法》相關(guān)規(guī)定，天然氣管道管理部門(mén)必須對(duì)管道設(shè)施等定期巡查，包括管道、轄線閥室情況、重點(diǎn)管段及危險(xiǎn)點(diǎn)源變化情況、第三方交叉施工監(jiān)護(hù)情況等進(jìn)行巡視，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和安全隱患。如何使管線巡查工作更加科學(xué)化、規(guī)范化、制度化，真正達(dá)到對(duì)管道巡邏人員的巡檢工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，應(yīng)對(duì)巡檢工作進(jìn)行系統(tǒng)化的規(guī)劃，綜合運(yùn)用最新現(xiàn)代科技成果，引入科學(xué)的監(jiān)督機(jī)制，才能高效運(yùn)作，發(fā)揮最佳效能。

二、系統(tǒng)簡(jiǎn)述

根據(jù)管道巡檢實(shí)際工作需要，基于移動(dòng)或聯(lián)通公網(wǎng)、管網(wǎng)測(cè)繪及信息化處理項(xiàng)目成果（電子地圖），結(jié)合GPS（全球定位系統(tǒng)，Global Positioning System的簡(jiǎn)稱(chēng)） 智能接受終端，通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的GSM （全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，Global System of Mobile Communication的簡(jiǎn)稱(chēng)）或GPRS（通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)，General Packet Radio Service的簡(jiǎn)稱(chēng)） 技術(shù)，建立GPS/GSM管道巡檢實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)針對(duì)負(fù)責(zé)管道巡檢的工作人員進(jìn)行監(jiān)督管理，以確保能準(zhǔn)確按照設(shè)定的巡檢路線、地點(diǎn)、班次、時(shí)間、重點(diǎn)部位必要的停留等進(jìn)行巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些隱患，并做出相關(guān)處理實(shí)現(xiàn)事故的提前控制，確保管道安全運(yùn)行。管理者可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及電腦隨時(shí)了解巡檢到位情況，由此巡檢工作也從形式和內(nèi)容上達(dá)到了“ 四個(gè)轉(zhuǎn)變”：即由人工監(jiān)督向電子監(jiān)督的轉(zhuǎn)變；由定性考核向定量考核的轉(zhuǎn)變；由不定期抽查向全面檢查的轉(zhuǎn)變；由被動(dòng)防范向主動(dòng)預(yù)防的轉(zhuǎn)變。

三、系統(tǒng)構(gòu)成

1.系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

巡檢人員攜帶GPS 巡檢器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)定位（定時(shí)自動(dòng)定位或手動(dòng)定位），經(jīng)緯度信息及巡檢時(shí)間自動(dòng)存儲(chǔ)在GPS 巡檢器中（手動(dòng)定位時(shí)還可選擇事件內(nèi)容），該定位信息可由短信或GPRS 方式發(fā)送到通信服務(wù)器，也可在人員返回后，通過(guò)USB（通用串行總線，Universal Serial BUS的簡(jiǎn)稱(chēng)） 將數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)。

管理人員可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)查看巡檢到位情況，結(jié)合電子地圖可查看軌跡、異常點(diǎn)分布等，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)巡檢工作信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)時(shí)性的管理，為巡檢制度的落實(shí)工作提供了技術(shù)上的保障。

2.系統(tǒng)構(gòu)成

巡檢管理系統(tǒng)由硬件（GPS 手持機(jī)）和軟件兩部分組成，軟件包括GPS 接收中心、巡檢業(yè)務(wù)系統(tǒng)、電子地圖和數(shù)據(jù)庫(kù)。

（1）智能手機(jī)型巡檢器。陜京輸氣管道采用智能手機(jī)型巡檢器，可以實(shí)現(xiàn)通話、GPS 定位、GPRS 通信、GSM 短信和拍照等功能。

巡檢器查詢模塊可以按時(shí)間段、類(lèi)型、地點(diǎn)、發(fā)送狀態(tài)等條件來(lái)篩選GPS 采集記錄，并可指定篩選記錄數(shù)和排序。同時(shí)在巡檢模式模塊中可設(shè)置GPS 數(shù)據(jù)是手動(dòng)采集還是自動(dòng)采集（可設(shè)置自動(dòng)采集的時(shí)間間隔，以min為單位）。對(duì)于采集到的GPS數(shù)據(jù)，可以設(shè)置是否自動(dòng)發(fā)送到接收中心，如果不自動(dòng)發(fā)送可通過(guò)USB 接口導(dǎo)入后臺(tái)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

（2）巡檢管理系統(tǒng)。巡檢管理軟件是整個(gè)系統(tǒng)的主體部分，下面以山西輸氣管理處應(yīng)用過(guò)程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)為例來(lái)介紹主要功能。

①基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。管線信息、測(cè)繪資料、巡檢點(diǎn)等都作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)。如果有的單位已進(jìn)行管網(wǎng)測(cè)繪，可根據(jù)測(cè)繪樁數(shù)據(jù)（專(zhuān)業(yè)測(cè)繪一般使用西安80 坐標(biāo)系）經(jīng)相應(yīng)處理轉(zhuǎn)化為84坐標(biāo)系并導(dǎo)入系統(tǒng)。

②巡檢計(jì)劃。本系統(tǒng)分為日常巡檢計(jì)劃和臨時(shí)巡檢計(jì)劃。首先進(jìn)行巡檢任務(wù)分配，根據(jù)工作安排，可以給巡檢工指定好巡檢范圍。然后生成巡檢計(jì)劃，指定巡檢工、巡檢任務(wù)（可以采用已分配的，也可臨時(shí)分配），設(shè)置巡檢周期，就可生成相應(yīng)巡檢計(jì)劃。

③巡檢信息采集。對(duì)巡檢過(guò)程中采集到各種信息進(jìn)行記錄。

GPS 采集：系統(tǒng)接收每個(gè)手持機(jī)發(fā)送的經(jīng)度、緯度、時(shí)間、事件隱患等信息。

事件報(bào)警：對(duì)采集過(guò)程中報(bào)告的事件，在地圖上實(shí)時(shí)顯示。

檢測(cè)數(shù)據(jù)采集：對(duì)巡檢過(guò)程中記錄的相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)（如電位測(cè)試），都可以記錄到系統(tǒng)，并可掛接附件。

違章建筑：巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的違章建筑或設(shè)施要記錄其時(shí)間、位置、相關(guān)圖片等信息。

④計(jì)劃評(píng)估。基于計(jì)劃和采集信息，可以從人員、單位、線路、段落等不同角度對(duì)巡檢計(jì)劃進(jìn)行量化評(píng)估。評(píng)估形式主要有表格、圖表、電子地圖等三種。

⑤軌跡回放。在電子地圖上實(shí)時(shí)監(jiān)控巡檢軌跡或查看歷史軌跡，可以直觀地進(jìn)行考核評(píng)估。

設(shè)置顯示參數(shù)：對(duì)于歷史軌跡，可以選擇某一時(shí)間段某些巡檢工的軌跡，實(shí)時(shí)軌跡只需要指定開(kāi)始日期就可以。

顯示軌跡列表：軌跡列表中列出符合條件的各巡檢軌跡段，可選擇顯示其中部分區(qū)段，也可設(shè)置樣式。

對(duì)軌跡進(jìn)行評(píng)估：對(duì)一段軌跡可放大顯示（底部顯示比例：1cm 代表多少m），顯示出具體時(shí)間及與管線的距離。

（3）擴(kuò)展功能。針對(duì)用戶使用過(guò)程中提出的與天然氣管道的專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)都有專(zhuān)門(mén)模塊支持。

①管道周邊構(gòu)筑物管理。管道周邊的構(gòu)筑物包括護(hù)坡、堡坎、排水溝、管堤、管橋、水工防護(hù)構(gòu)筑物、涵洞等，可以有詳細(xì)的文檔描述和圖片資料存檔。

②將沿線閥室、閥井、陰極保護(hù)站、里程樁、標(biāo)準(zhǔn)樁、轉(zhuǎn)角樁、電位測(cè)試樁等都統(tǒng)一納入巡檢點(diǎn)進(jìn)行管理，各類(lèi)巡檢點(diǎn)可在地圖上以不同顏色和圖案顯示。每個(gè)巡檢點(diǎn)可掛接其他文字和圖片。

③擴(kuò)展事件隱患類(lèi)別。如絕緣層破損、管道裸露、違章建筑、違章事件、管道穿跨越穩(wěn)定性、各類(lèi)巡檢點(diǎn)的完好性、占?jí)?、變形、泄漏、爆破等?/p>

④細(xì)化管道在地圖上的顯示。如在地圖上顯示各類(lèi)違章建筑物并可查看其詳細(xì)信息；對(duì)于有巡查通道和沒(méi)有巡查通道的管道在地圖上用不同顏色和圖案區(qū)分，便于考核監(jiān)督。

⑤文字和照片信息統(tǒng)一管理。巡檢過(guò)程中有許多文字記錄和照片，系統(tǒng)可附加各種類(lèi)型文檔資料，包括圖片、聲音等，能集中有效管理巡檢過(guò)程中的原始資料。

⑥增強(qiáng)事件后續(xù)跟蹤處理。對(duì)于事件報(bào)警，系統(tǒng)增強(qiáng)后續(xù)跟蹤處理，使各類(lèi)事件隱患的發(fā)生、處理形成閉環(huán)管理，有利于明確責(zé)任、提高處理效率，并有效預(yù)防各類(lèi)事故的發(fā)生。

（4）統(tǒng)計(jì)報(bào)表。系統(tǒng)提供各類(lèi)巡檢業(yè)務(wù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，如顯示巡檢計(jì)劃完成情況；統(tǒng)計(jì)不同人員、不同線路、不同作業(yè)區(qū)的巡檢率；按月份和時(shí)間段統(tǒng)計(jì)巡檢記錄；按事件類(lèi)別統(tǒng)計(jì)某階段發(fā)生的事件及處理情況；統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)不同類(lèi)型的違章建筑情況；按檢測(cè)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)檢測(cè)合格率等。

四、GPS 巡檢系統(tǒng)與傳統(tǒng)巡檢方式比較

目前GPS 智能巡檢系統(tǒng)已經(jīng)在陜京管道巡線管理投入使用，通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的運(yùn)用徹底改變了長(zhǎng)期困擾管線巡檢監(jiān)督管理的問(wèn)題，彌補(bǔ)了以往管理方式中存在的缺點(diǎn)，增強(qiáng)了管理的實(shí)用性、可靠性，提高了管線巡檢監(jiān)控力度，提高了隱患監(jiān)控質(zhì)量，提高了工作效率，使管線監(jiān)督管理直接落實(shí)到現(xiàn)場(chǎng)，保證管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行。與傳統(tǒng)巡檢方式相比，其功能特點(diǎn)可概括為“ 三減兩免一增加”，即：

（1）減少了巡檢缺勤率，減少了錄入工作量，減少了系統(tǒng)總成本。通過(guò)掌上電腦完成隱患防范、整治的詳細(xì)規(guī)范性記錄，使管道安全管理和人員考勤逐步走向電子化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化；后臺(tái)管理機(jī)收集手持機(jī)中的巡檢記錄信息，完成巡檢數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析、匯總和報(bào)表輸出，巡檢管理工作一目了然。

（2）免施工、免維護(hù)。無(wú)需在管道線路或設(shè)備上安裝任何信息識(shí)別載體，直接利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)線路巡檢自動(dòng)定位、自動(dòng)記時(shí)。

（3）增加了隱患防范、整治的及時(shí)性和準(zhǔn)確性：實(shí)現(xiàn)從隱患發(fā)現(xiàn)到隱患處理及注銷(xiāo)全過(guò)程高效監(jiān)管。

總之，GPS 智能巡檢管理系統(tǒng)較好的結(jié)合了管道保護(hù)工實(shí)際工作，適應(yīng)了其專(zhuān)業(yè)業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)較專(zhuān)業(yè)。目前系統(tǒng)已不單純實(shí)現(xiàn)巡檢軌跡監(jiān)督，更重要的是能把管道保護(hù)相關(guān)的業(yè)務(wù)統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)為電子化管理。其應(yīng)用將大大提高管道運(yùn)行的安全性和可靠性，切實(shí)提高緊急故障處理的能力和協(xié)調(diào)水平，保障整個(gè)管線安全穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)運(yùn)行。如在管線安全隱患監(jiān)控時(shí)，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控點(diǎn)的定點(diǎn)、定人、定時(shí)，避免類(lèi)似管道事故的發(fā)生。