基于通讯塔部署实施油气长输管线智慧管道在线监控系统

基于通讯塔部署实施油气长输管线智慧管道在线监控系统

张家良

中国石油哈尔滨石化公司  150056

摘要：

   长输油气管线途径区域多变复杂，有学校、小区、桥梁、河流、农田等，根据国家相关的规范和要求，需要对路径区域进行识别确定高后果区，为了确保高后果区域管线运营得到有效的监管和控制，以管线沿线的通讯塔作为支点，部署高清智能摄像头，通过设置预指定进行定时、定点、定速巡航对管线沿线的占压、施工、盗窃以及火情进行实时监控和预警，将信息传入智能管控平台分析管控，并建立企地联动机制，将管线途径的单位的负责人、临近区域的消防、派出所等联系方式融入平台，发生异常情况平台启动应急程序，联动处置。

关键词：高后果区、通讯塔、预置点、应急联动

1.背景

    油气长输管道途径地域复杂多样，介质多为易燃易爆物资，对生命财产安全和环境存在威胁，对其安全运营要求也日益严苛，特别是黄岛事件的发生，国家和各地区均发布了对长输管道运营的管理规定和规范，强制推行长输管道信息化和可视化管控。

2.长输管道运营现状

   长输油气管道介质多为可燃易爆物质，通过高压泵作为动力进行输送，管线的运营管理主要靠专门的人员每日8小时巡查，很多区域人员无法进入，在管线上经常会发生施工、占压或者偷盗的事情，一般发生泄漏时才会发现，发现不及时，无法快速处置，容易造成事故。

3.部署实施

3.1高后果区的识别和确定

    基于卫星地图定位划分的方法是将管道在卫星地图中进行标记，利用地图软件以管道为中心在两侧按照高后果区识别的要求划分带状图，按照规范要求，通过对带状图中的建构筑物进行识别划分高后果区。具体步骤为：将管道标记于卫星地图中，选取管道对应的识别半径画出识别带状图；在划好的带状图区域内识别高后果区，同时记录途中难以准确判断的三类地区及特定场所类型，均做好相应的标记；现场核实高后果区，确定高后果区等级。现场识别划分是指现场巡线过程中，借助于奥维地图初步辨识所有可能影响高后果区的建构筑物，利用奥维地图 App 导入管道地图文件，开启北斗定位，然后使用激光测距仪判断建构筑物与管道的间距，按照规范要求进行高后果区的识别及划分工作。

3.2方案比选确定

管道途径区域比较复杂，有城区、乡镇、村庄、农田、学校、河流以及草原和森林等，个区域管线归属不同的单位和组织，管道所属单位要实现对管道的实施监控，需要在管道沿线部署视频监控点，部署实现方式一般采用以下三种：

方案一：由管道所属企业自行组织建设，在管道沿线施工架设监控设施，由于管道一般原理企业控制区域，视频传输采用4G/5G方式，视频监控设备采用太阳能供电。此方案因监视点紧靠管道建设，监控视频效果较好，但成本较高，需要办理临时征地，跟不同级别的单位和组织协商征地补偿，沟通成本大，施工需要在春种前、秋收后窗口期进行，周期长，太阳能供电的摄像头功率有限，监控半径一遍在200米左右，直接导致布点密集，直接增加设备、施工投入，后期运维量大。

方案二：采用方案一的布点方式，以服务采购的方式实施，由第三方建设，租赁给企业使用，第三方负责维修维护和设备的折旧更新，建设周期和成本没有减少。

方案三：布点方式利用管道沿线的通讯塔作为载体部署高清摄像头，利用通讯塔的供电和通讯线路进行远程传输，由通讯塔所属企业中国铁塔负责承建，采用高清夜视大半径的视频监控设备，管道所属企业以服务采购的方式获得视频监控信息。此方案实施效率高，信号稳定，布点少，投入少，可以满足企业安全生产需要。

通过对比，方案三最经济、最高效的方案。不仅高效实现运营企业安全管控需要，也降低的管道的运行成本。

   3.3数据传输

   考虑到网络安全的需要，采用数据专线的方式进行传输，采用网络聚合的方式完成接入。

 3.4网络安全

   专线引入独立建网，服务器与专线网络之间通过防火墙连接，独立于公司网络。

   3.5设备选型

   型号包括智能激光云台和无补光云台，每个监视点根据需要设置不同的监控和报警类别。型号主要与监视点所在高后果区夜间照度有关，照度低使用激光云台，摄像头半径主要根据管道沿线铁塔疏密和距离管线远景选择1KM~2KM不等。

    3.6主要技术参数

3.6.1 400万40倍激光中载云台（1KM、1.5KM、2KM）米激光；

3.6.2自动智能雨刷，采用汽车雨刮片；

3.6.3 具有音频/报警，可配合声光报警及报警联动应用。

3.6.4人脸抓拍、区域入侵侦测、越界侦测、进入区域侦测、离开区域侦测、徘徊侦测、人员聚集侦测、快速移动侦测、停车侦测、物品遗留侦测、物品拿取侦测、音频异常侦测、移动侦测、视频遮挡侦测。

3.6.5混合目标检测：支持人脸+人体同时抓拍，人脸、人体关联输出

3.6.6前端建模比对：前端存储15万张人脸图片进行建模后，对场景中抓拍的人脸进行比对并输出结果。

    3.7监视点配置

    3.7.1点位巡航

对高后果区监管区域内的全线或事件高发地点，设置预置位自动巡航功能，通过预置摄像机扫描路径对输油管道进行全天候、实时、高效的监控管道周边第三方施工、重车碾压、违章占压、泄漏等情况。

3.7.2电子围栏

系统可在输油管道高后果区监管区域内，依据管线路径，设置摄像头预置位，只针对电子围栏区域的目标产生告警，大幅度降低告警频率，实现管线范围之外无误报、范围之内无漏报的智能监管。

3.7.3报警设置

每个电子围栏中根据现场实际状况，选择车辆、人员入侵、徘徊、停留等报警类型，并根据实际需要，设置停留和徘徊的时间长短，减少不必要的报警数量，提高报警的效能。

3.7.4画面追踪

凭借高识别准确率与平台高速分析能力，系统实现人员、车辆进入输油管道高后果区电子围栏范围内发出弹窗声音告警，并进行“画面追踪（追踪时间可调）”，应用于研判告警事件原因、性质，为结果处理提供支撑。

3.8智能管控平台

3.8.1图像存储

按照国家规定，视频保证90天的存储量，同时每个监视点现场配置了硬盘录像机，可临时存储7天的视频录像，当网络故障时，确保视频不丢失，待网络恢复，自动同步到服务器。

3.8.2自动告警

根据准确设置的预置位、入侵告警区域实现人员、车辆发生周界入侵后立刻在客户端平台发出 “弹窗告警”、“声音告警”，并实时记录告警数据（联动预览、抓拍图）。

3.8.3告警处理

依据实时记录的告警数据（联动预览、抓拍图），可在线“初步”研判处理产生的告警信息，并生成处理记录在“事件联动”功能界面 。

3.8.4联动处置

对于管线沿线的先关单位、联系方式融入系统，发生事件时便于联动应急处置。

3.8.5自动定位

平台融合GIS地图功能，将各监视点在地图上进行标注，当某点发生报警经过确认后，会在地图上闪动，并启动联动处置。

3.8.6图像优化处置

对于前端发送的报警图像信息，平台会自动进行分析和学习，对于假报警进行自动甄别提出，逐步减少误报率，提高有效报警。

3.8.7提供移动应用

平台支持移动应用，巡线人员通过手机可以实时查看沿线视频，也可操作摄像头进行扫描查看，确保无漏巡。

4.效果

首先实现了对油气管道7*24小时全天候、全过程的实时监控和预警，形成了企业内外联动、企地联合的预防和应急处置机制，对施工、占压、偷盗等异常情况可侦测、可追溯、可处置，让长输管道运营处于企业控制之下，为安全生产提供助力。

5.小结

随着经济发展和人名生活需求的增长，油气作为重要资源需求日益增加，管道运输作为一种运输方式最经济、最环保，对其安全运营管理也凸显重要，通过基于通讯塔部署管道智能监控系统，加强对管道运营的监控，提升管道的安全运行，具有很好的普及价值。

参考文献：

《油气输送管道完整性管理规范》（GB 32167-2015）

《国家安全监管总局等八部门关于加强油气输送管道途经人员密集场所高后果区安全管理工作的通知》（安监总管三〔2017〕138 号）

作者简介：张家良，1974.7.6,，男，汉族，山东省牟平县，大学本科，高级工程师，信息化规划、建设。