郭存杰 孟祥岩 郭 磊单劲智

作者通联：中石油北京天然气管道有限公司管道处 北京市朝阳区大屯路9号 100101

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一、引言

陕京输气管道作为全国天然气管网的重要组成部分，是向京、津、冀等地区供气的重要“ 生命线”，有四条干线、七条支线，总长度3400km。随着管道运行时间的增长以及管道沿线地方经济的迅猛发展，管道保护所面临的风险压力越来越大。强化巡逻检查，对遏制各类盗气、人为破坏等案件，及时发现和控制管线损坏、设备故障、输送管内容物泄漏、违章占压等管道安全隐患，避免事故的发生起了很大的作用。围绕管道的巡护管理，制定了不同的制度和办法，但是作为一项长期的工作机制，不可避免地存在一些问题，突出表现在对巡查人员及巡逻路线、时间、频率、密度缺乏科学有效的监督和制约，巡查情况很难掌握，达不到应有的效果。

根据《石油天然气管道保护法》相关规定，天然气管道管理部门必须对管道设施等定期巡查，包括管道、辖线阀室情况、重点管段及危险点源变化情况、第三方交叉施工监护情况等进行巡视，以便及时发现设备缺陷和安全隐患。如何使管线巡查工作更加科学化、规范化、制度化，真正达到对管道巡逻人员的巡检工作状态进行实时监控，应对巡检工作进行系统化的规划，综合运用最新现代科技成果，引入科学的监督机制，才能高效运作，发挥最佳效能。

二、系统简述

根据管道巡检实际工作需要，基于移动或联通公网、管网测绘及信息化处理项目成果（电子地图），结合GPS（全球定位系统，Global Positioning System的简称） 智能接受终端，通过移动通信网络的GSM （全球移动通信系统，Global System of Mobile Communication的简称）或GPRS（通用分组无线服务技术，General Packet Radio Service的简称） 技术，建立GPS/GSM管道巡检实时监控管理系统。该系统针对负责管道巡检的工作人员进行监督管理，以确保能准确按照设定的巡检路线、地点、班次、时间、重点部位必要的停留等进行巡检，及时发现一些隐患，并做出相关处理实现事故的提前控制，确保管道安全运行。管理者可通过网络及电脑随时了解巡检到位情况，由此巡检工作也从形式和内容上达到了“ 四个转变”：即由人工监督向电子监督的转变；由定性考核向定量考核的转变；由不定期抽查向全面检查的转变；由被动防范向主动预防的转变。

三、系统构成

1.系统业务流程

巡检人员携带GPS 巡检器进行现场定位（定时自动定位或手动定位），经纬度信息及巡检时间自动存储在GPS 巡检器中（手动定位时还可选择事件内容），该定位信息可由短信或GPRS 方式发送到通信服务器，也可在人员返回后，通过USB（通用串行总线，Universal Serial BUS的简称） 将数据导入系统。

管理人员可通过网络随时查看巡检到位情况，结合电子地图可查看轨迹、异常点分布等，从而实现了对巡检工作信息化、数字化、网络化、实时性的管理，为巡检制度的落实工作提供了技术上的保障。

2.系统构成

巡检管理系统由硬件（GPS 手持机）和软件两部分组成，软件包括GPS 接收中心、巡检业务系统、电子地图和数据库。

（1）智能手机型巡检器。陕京输气管道采用智能手机型巡检器，可以实现通话、GPS 定位、GPRS 通信、GSM 短信和拍照等功能。

巡检器查询模块可以按时间段、类型、地点、发送状态等条件来筛选GPS 采集记录，并可指定筛选记录数和排序。同时在巡检模式模块中可设置GPS 数据是手动采集还是自动采集（可设置自动采集的时间间隔，以min为单位）。对于采集到的GPS数据，可以设置是否自动发送到接收中心，如果不自动发送可通过USB 接口导入后台业务系统。

（2）巡检管理系统。巡检管理软件是整个系统的主体部分，下面以山西输气管理处应用过程中的部分数据为例来介绍主要功能。

①基础数据管理。管线信息、测绘资料、巡检点等都作为基础数据进行维护。如果有的单位已进行管网测绘，可根据测绘桩数据（专业测绘一般使用西安80 坐标系）经相应处理转化为84坐标系并导入系统。

②巡检计划。本系统分为日常巡检计划和临时巡检计划。首先进行巡检任务分配，根据工作安排，可以给巡检工指定好巡检范围。然后生成巡检计划，指定巡检工、巡检任务（可以采用已分配的，也可临时分配），设置巡检周期，就可生成相应巡检计划。

③巡检信息采集。对巡检过程中采集到各种信息进行记录。

GPS 采集：系统接收每个手持机发送的经度、纬度、时间、事件隐患等信息。

事件报警：对采集过程中报告的事件，在地图上实时显示。

检测数据采集：对巡检过程中记录的相关测试数据（如电位测试），都可以记录到系统，并可挂接附件。

违章建筑：巡检过程中发现的违章建筑或设施要记录其时间、位置、相关图片等信息。

④计划评估。基于计划和采集信息，可以从人员、单位、线路、段落等不同角度对巡检计划进行量化评估。评估形式主要有表格、图表、电子地图等三种。

⑤轨迹回放。在电子地图上实时监控巡检轨迹或查看历史轨迹，可以直观地进行考核评估。

设置显示参数：对于历史轨迹，可以选择某一时间段某些巡检工的轨迹，实时轨迹只需要指定开始日期就可以。

显示轨迹列表：轨迹列表中列出符合条件的各巡检轨迹段，可选择显示其中部分区段，也可设置样式。

对轨迹进行评估：对一段轨迹可放大显示（底部显示比例：1cm 代表多少m），显示出具体时间及与管线的距离。

（3）扩展功能。针对用户使用过程中提出的与天然气管道的专业业务需求，系统都有专门模块支持。

①管道周边构筑物管理。管道周边的构筑物包括护坡、堡坎、排水沟、管堤、管桥、水工防护构筑物、涵洞等，可以有详细的文档描述和图片资料存档。

②将沿线阀室、阀井、阴极保护站、里程桩、标准桩、转角桩、电位测试桩等都统一纳入巡检点进行管理，各类巡检点可在地图上以不同颜色和图案显示。每个巡检点可挂接其他文字和图片。

③扩展事件隐患类别。如绝缘层破损、管道裸露、违章建筑、违章事件、管道穿跨越稳定性、各类巡检点的完好性、占压、变形、泄漏、爆破等。

④细化管道在地图上的显示。如在地图上显示各类违章建筑物并可查看其详细信息；对于有巡查通道和没有巡查通道的管道在地图上用不同颜色和图案区分，便于考核监督。

⑤文字和照片信息统一管理。巡检过程中有许多文字记录和照片，系统可附加各种类型文档资料，包括图片、声音等，能集中有效管理巡检过程中的原始资料。

⑥增强事件后续跟踪处理。对于事件报警，系统增强后续跟踪处理，使各类事件隐患的发生、处理形成闭环管理，有利于明确责任、提高处理效率，并有效预防各类事故的发生。

（4）统计报表。系统提供各类巡检业务相关的统计报表，如显示巡检计划完成情况；统计不同人员、不同线路、不同作业区的巡检率；按月份和时间段统计巡检记录；按事件类别统计某阶段发生的事件及处理情况；统计一段时间内不同类型的违章建筑情况；按检测项目统计检测合格率等。

四、GPS 巡检系统与传统巡检方式比较

目前GPS 智能巡检系统已经在陕京管道巡线管理投入使用，通过对该系统的运用彻底改变了长期困扰管线巡检监督管理的问题，弥补了以往管理方式中存在的缺点，增强了管理的实用性、可靠性，提高了管线巡检监控力度，提高了隐患监控质量，提高了工作效率，使管线监督管理直接落实到现场，保证管道的安全平稳运行。与传统巡检方式相比，其功能特点可概括为“ 三减两免一增加”，即：

（1）减少了巡检缺勤率，减少了录入工作量，减少了系统总成本。通过掌上电脑完成隐患防范、整治的详细规范性记录，使管道安全管理和人员考勤逐步走向电子化、信息化、标准化；后台管理机收集手持机中的巡检记录信息，完成巡检数据的存储、查询、分析、汇总和报表输出，巡检管理工作一目了然。

（2）免施工、免维护。无需在管道线路或设备上安装任何信息识别载体，直接利用全球卫星定位系统实现线路巡检自动定位、自动记时。

（3）增加了隐患防范、整治的及时性和准确性：实现从隐患发现到隐患处理及注销全过程高效监管。

总之，GPS 智能巡检管理系统较好的结合了管道保护工实际工作，适应了其专业业务需求，系统较专业。目前系统已不单纯实现巡检轨迹监督，更重要的是能把管道保护相关的业务统一实现为电子化管理。其应用将大大提高管道运行的安全性和可靠性，切实提高紧急故障处理的能力和协调水平，保障整个管线安全稳定可靠的生产运行。如在管线安全隐患监控时，可实现监控点的定点、定人、定时，避免类似管道事故的发生。