宋家友++田枧平

摘 要：为提高油气长输管道保护和安防工作水平，及时发现并制止第三方在管道保护范围内实施侵权、围蔽、占压及破坏等不安全作业行为，在现有无线视频监控技术的基础上，研究、组装便携式无线视频监控系统并将其应用到管道周边人为活动较为频繁的广东珠三角管道安防工作中，对于预防管道安全事故具有较强的现实意义。实证案例表明，便携式无线视频监控系统的应用，能较为明显地增强管道保护的预警深度，降低管道巡护的用工成本，从而更为可靠地保障地下能源输送管道的安全。

关键词：便携式；无线视频；监控系统；长输管道；安防

运营在广东珠三角地区的广东大鹏公司440余公里高压天然气长输管道保护的安全管理对象主要来自与管道存在相交相遇关系的施工第三方。该公司2012～2015年统一呼叫中心每年接到2000余起管道风险事件电话，其中的85%涉及到第三方在管道保护范围内从事道路、轨道交通、电力电信、地下管网和工民建等项目建制下的施工活动或是重物堆放、挖塘清淤、搭建棚圈和深根植物种植等非项目作业活动，这些不安全行为时刻威胁着管道运行安全，非全天候人防巡护模式也凸显了管道安防系统的脆弱性。

本文首先基于大鹏公司2012年～2015年管道保护第三方不安全行为产生的原因，分析无线视频预警的必要性；其次，将有效预警、预控第三方不安全作业行为作为出发点，研究移动视频监控技术的现状及改进、组装便携式无线移动视频监控系统的可行性；最后通过真实案例，说明该项技防措施的应用效果和可推广性。

1 预警不安全行为的必要性

1.1 不安全行为及其产生原因

管道第三方作业活动的不安全行为，是指与管道权属企业没有契约关系的第三方在管道保护控制或影响区域内实施的任何能直接或间接导致管道安全事故发生的行为，通常都是管道保护法律法规所禁止的生产生活方式。

管道第三方不安全行为产生的根本原因，一方面是因为行为人的安全意识淡薄，缺乏管道保护基本知识和作业风险感知能力，低估了危险发生的可能性或忽略了安全的重要性；另一方面是由于行为人做出了负面的能动反应且这些行为没有受到约束、限制和惩罚，进而心存侥幸或“明知故犯”地去选择不安全行为[1]。

1.2 预警不安全行为的必要性

从施工作业行政许可获取的角度，第三方不安全行为可分为项目建制下的不安全行为和非项目建制下的不安全行为，由于它们各自呈现出不同的特点，因而对管道保护的预警和监控也提出了不同的要求。

（1）项目建制下第三方不安全行为的防控要求。第三方项目实施阶段，多变的第三方施工组织安排和作业队伍的流动性，经常让不安全行为预警和矫正的压力落在管道企业现场监护人员头上，如果同一区段管道上的多个地点出现交叉作业，除非增加必要的看护人手，否则，不安全行为的现场监控力度将大为降低。

（2）非项目建制下第三方不安全行为的防控要求。第三方作业行为人往往在不主动查清地下设施（包括燃气管道设施）的情况下盲目施工，甚至经常出现行为人故意逃避管道巡护人员的监管而在巡线间隙或非工作时间内（包括夜间）从事重物堆放、搭建棚圈以及其他建构筑物修建等违法违规行为，单靠管道企业巡护人员来排查此类灵活性和机动性极强的作业不安全行为，预警时效会明显滞后。

为此，研究尝试通过便携式无线视频监控系统的安装，来拓宽管道保护安全管理中第三方作业不安全行为的预警时段和范围，既可以减轻项目建制下派遣到现场监护第三方的管道保护人员的身心压力，又可以全天候地监控管道敏感区段内非项目建制下的第三方随机性不安全行为，对优化管道安防人力资源配置和管道保护工作的降本增效，具有很强的现实必要性。

2 预警不安全行为的可行性

当前，用于固定场所安防的视频监控技术逐渐趋向成熟。研究这一技术原理适合管道保护监控地点的流动性并相应地对其安装方式和系统组件进行改进与集成，将重点关注的第三方作业现场活动图像实时传输到管道保护相关人员的智能手机终端，以降低管道现场巡线人员的预警强度、减少现场沟通协调的频次、提高“一人多点”监护工作效能、扩大第三方不安全行为预警覆盖时段，来达到长输管道持久安全运行的目的。

2.1 视频监控系统现状及在长输管道安防中应用的局限性

目前大多数城市的智能公共监控系统都是基于前端采集后台分析的模式。采用智能公共监控系统来预警在役长输管道第三方不安全行为具有局限性，原因有两方面：一是我国2010年前建成的长输管道，大多没有同步敷设传输视频信号的光纤，在役管道要想二次敷设光纤，土地协调、施工作业难度等诸多因素会导致项目成本难以接受；二是已敷设光缆的在役管道，会因管道沿线监控点需求的不断增多，使得单条光缆无法承载传回监控中心的巨大数据流。

2.2 通信网络新技术使长输管道应用便携式无线视频成为可能

随着嵌入式操作系统的发展和视频分析技术的成熟，市场上出现了智能网络摄像机产品，摄像机内部集成了嵌入式视频处理系统，具有视频采集、智能分析和存储功能，监控视频不用远距离传输就能在智能网络摄像机里生成分析结果，可实现移动侦测报警、越界/入侵报警和行为识别等功能[2]。

用智能网络摄像机作为监控设备，理论上就可通过现有的3G/4G公众无线网络来实现远程视频监控。当视频监控区域出现特定变化时，则摄像机使用3G/4G网络向监控人员发出报警，监控人员收到报警信息后再通过网络查看监控现场，在节省网络流量的同时，也实现了管道第三方作業不安全行为预警和监控。

2.3 基于智能摄像机和3G/4G网络系统的组合式创新与实施

为了在管道保护区域内实现无线视频监控第三方的不安全行为，在查阅智能摄像元件相关技术文献资料的基础上，分析其驱动能源获取的便捷性以及监控图像无线传输的时效性，通过网上查询和实物参数比对，初步确定可以将智能网络摄像机、3G/4G网络设备、大容量锂电池、微型GPS、个人手机/电脑等新技术设备进行创新式组合，以实现管道特定虚拟区域内的远程监控功能，该套系统基本组件的连接方式如图1。

图1 设备主要组件连接示意图

长输管道运行环境特点要求移动视频监控系统能长期稳定地工作在户外，以适应各种复杂的气象条件且具备防雷功能，所以对同类功能组件质量、参数和匹配性的把关及其经济性的比较分析，就显得特别重要。经过3个多月的筛选、组件优化和现场恶劣环境反复测试，最终确定了满足要求的设备组件选型（如表1）。

（1）便携式无线视频监控系统的组装设计

为了便于快速拆装，设备的各组件安装在由一块水泥底座和内螺纹连接总计3米长的异径镀锌钢管立杆上。摄像机使用一段15厘米长的货架角钢片通过螺栓连接在细管顶端，摄像机方向可进行水平、垂直调整，通过旋紧螺栓来固定。3G/4G无线路由器和锂电池放在两位电表箱内，电表箱用U型卡固定在两节镀锌管连接处。与摄像机连接的细管下端打孔用于穿出连接摄像机和电表箱内设备的一段8芯网线，此段网线中的两对绞线连接以太网水晶头，用于摄像机和路由器间传输数据，另外两对绞线连接5.5×2.1 规格的直流电源插头，用于锂电池给摄像机供电。锂电池内部安装微型GPS，用于设备的定位，一旦设备被盗，可通过配套的地图软件定位到设备，进行丢失找回追踪。

（2）便携式无线视频监控系统的工作原理

萤石云平台是海康威视向其监控设备用户免费提供的设备接入及存储云平台。智能网络摄像机通过4G路由器接入萤石云平台后，管道安防各位管理人员的手机或电脑等多个用户设备就可同时通过萤石云平台接收摄像机发出的报警信息并查看现场实时画面。云平台打破了视频监控必须建设专用网络的限制，是实现移动视频监控的核心技术，云平台还可存储摄像机报警产生的录像片段，使移动监控设备不需要存储设备就能保存录像，整套设备的工作原理如图2所示。

图2 移动视频监控设备工作原理

（3）便携式无线视频监控系统可实现的功能

经过优化组合后的移动视频监控设备，具备移动侦测报警、越界/入侵报警、伴线报警、遮挡报警和红外夜视等多项功能，各功能描述详见表2，随着前端采集技术或后台分析技术的发展及集成，该移动视频监控设备的外延功能可进一步拓展。

表2 移动视频监控设备的基本功能

（4）便携式无线视频监控系统的应用场景

依照大鹏公司长输管道安防工作的实际要求，在管道伴行通透的高后果区段内相对高点安装一套系统或在5～10公里互不通透第三方预警区域内安装多套系统，基本可以提高非项目建制下第三方不安全行为的预警深度；在长周期、大型复杂的第三方项目施工现场内合适地点安装一套系统，还可以协助管道保护人员联合纠正第三方作业的不安全行为。

（5）便携式无线视频监控系统使用的经济性

随车携带、快速拆装的便捷性，使得无线视频监控设备可灵活地设置在任何需要预警监控的场所。管道安防人员只有在手机或电脑客户端发出报警信息后，才作间歇式浏览，网络流量也因此得到有效节约，大大降低了通信费用。同时，执行管道保护不同任务的视频终端使用者还能随时随地就监控画面中的不安全行为拟定矫正措施，从而提高了协同处理现场问题的工作效率。

3 应用效果验证

2015年6月，10套试点设备在适合设计应用场景的管道保护敏感区段安装试用，现场检验移动视频监控技术和设备的适用性、可靠性和有效性，以下典型案例验证了便携式无线视频监控系统达到了预期效果。

案例一：预警及威慑功能初显，第三方不安全行为得以遏制

2015年1～5月份，广州市某区非项目建制下的第三方多次于夜间在管道上方间歇式倾倒渣土。2015年6月5日凌晨1时25分，多日未见的5辆泥土车第一次进场时，被近期安装在周边的无线视频监控设备“抓”了个正着，预警功能在远程监控人员手机上正常启动，看护人员立即联合属地政府主管部门处理了该起违规行为，从此以后，类似事件再也没有在此处发生。

案例二：畫面储存及共享功能，增强了第三方不安全行为纠正的协同性

深圳市某区管道第三方冷排水箱涵施工项目，2015年9月28日与大鹏公司签订《管道安全防护协议》。2015年10月5日及10月10日，第三方施工人员两次分别使用挖掘机在管道保护范围内作业，幸亏被及时赶到的看护人员制止。每次发生不安全行为后，第三方现场管理层均矢口否认，然而，这里所发生的一切都被监控摄像并适时无线传输到属地安保、路权专员的手机终端。当两位管道保护人员同时将不安全行为的视频出示给第三方施工方负责人时，其不得不承认所有违规行为的真实性，并愿意接受协议中规定的停工、复训和违约处罚。

4 结束语

便携式无线视频监控系统应用于长输管道安防工作，是基于管道保护外部环境复杂性、通信技术可实现性和管道人防巡护脆弱性的分析，在管道高后果区逐年增长、管道保护形势日益严峻和企业管理“降本增效”新常态下所做的一种技防探索与实践。便携式无线视频监控系统的应用，不仅减轻了管道巡护人员的身心压力、增强了管道保护管理人员对外协同的力度，而且降低了管道巡护人员在恶劣天气下和道路穿越段等特殊环境中的作业风险，为防范因第三方不安全作业行为所导致的管道事故提供了技术支持和保障。

参考文献

[1]郭红领，刘文平，张伟胜.集成BIM和PT的工人不安全行为预警系统研究[J].中国安全科学学报，2014，24（4）：104-106.

[2]陈于平.基于手机的无线视频监控系统的设计与实现[J].传感器世界，2009（10）：32-36.