地理信息技術(shù)助推燃氣管網(wǎng)信息化

2013年11月22日，凌晨2時40分，山東省青島經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)(黃島區(qū))秦皇島路和齋堂島街交匯處的輸油管線發(fā)生破裂，造成原油泄漏，相關(guān)搶修隨即馬上進行，但令人震驚的是，整整8個小時后，一場駭人的爆炸頃刻間奪走了現(xiàn)場多位搶修人員的生命，并終造成了整場事故62人遇難，另有100多人在事故中受傷。經(jīng)多方調(diào)查已查明，事故是由于山東青島中石化東黃輸油管道與市政排水暗渠相互腐蝕，管道磨損破裂，泄漏原油終進入排水暗渠，在形成密閉空間的暗渠內(nèi)油氣積聚遇施工過程中產(chǎn)生的火花進而發(fā)生爆炸。

　　這場事故的發(fā)生，再一次牽動全社會對于地下管線的高度關(guān)注，特別是隨著我國城市發(fā)展速度的加快，一條馬路一年開挖多次的“拉鎖式”管線填挖現(xiàn)象也引發(fā)了老百姓的憂慮，人們擔心，愈加復雜的管線布局會不會形成潛藏在地下的一顆顆“定時炸彈”，在我們的城市中，對管線的管理是否有著明確的管理模式和措施呢?

　　“實際上，各地政府的規(guī)劃部門已經(jīng)開始重視管線填埋的統(tǒng)一管理和協(xié)調(diào)。”北京市燃氣集團有限責任公司高壓管網(wǎng)分公司總經(jīng)理，同時也作為一直致力于推動燃氣生產(chǎn)信息化建設(shè)工作的GIO高順利先生開篇直入談到了政府部門對地下管網(wǎng)安全布局的重視。“但要做到管網(wǎng)的安全化管理，不僅僅是靠政府的管控，企業(yè)要做的事情也很多。”從事企業(yè)信息化工作多年，并了解地理信息技術(shù)應用價值的高順利，強調(diào)了這一點。

他表示，北京燃氣集團一直致力于通過的技術(shù)手段，特別是借助地理信息技術(shù)，實現(xiàn)整體的安全運作。譬如在“11·22”事故中，中石油公司的管線深埋于其他管線之下，早已不符合石油安全生產(chǎn)和運輸?shù)幕颈ＷC。為從初期就把控好管線的安全投用，北京燃氣集團在同業(yè)中比較早地利用了遙感影像進行前期的勘探分析。高順利談到，通過遙感分析技術(shù)一來可協(xié)助決策新管線的鋪設(shè)，二來對于施工前的實地勘測也有很強的指導性。

　　“總之，地理信息技術(shù)可以幫助燃氣企業(yè)做到之前辦不到或辦不好的事情，成熟地運用這些技術(shù)手段還可以幫助我們在行業(yè)內(nèi)保持。”談及地理信息技術(shù)應用的前景，高順利肯定地說道。而且，不僅僅在前期的規(guī)劃階段，地理信息技術(shù)的價值在深度被挖掘的基礎(chǔ)上，也正在助力燃氣企業(yè)在生產(chǎn)、管理和服務等方面向著信息化與智能化的方向發(fā)展。

高精度定位立竿見影：北斗導航助力管線巡線

　　高順利告訴《3S新聞周刊》，如今一些常規(guī)化的燃氣管線巡檢手段，都在與對接地理信息技術(shù)發(fā)生對接，特別是對于北斗衛(wèi)星導航定位技術(shù)的應用，正逐漸成為北京燃氣管線巡檢的重要技術(shù)支撐。

　　而早在兩三年前，北京燃氣集團在推進燃氣管網(wǎng)信息化的過程中，管線的高精確定位難題一直制約著巡檢的技術(shù)水平。由于不能準確定位管線，巡檢人員就很難上報問題管線的具體位置，終更會影響到管線施工和應急搶險的效率。

　　“但突然間身處于燃氣領(lǐng)域的我們發(fā)現(xiàn)，像北斗這樣的國產(chǎn)衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以離我們的行業(yè)這樣近，燃氣管線結(jié)合了北斗等衛(wèi)星導航系統(tǒng)后，能夠幫助我們實現(xiàn)管線的高精度定位，并推動管線信息化管理的發(fā)展進程。”高順利說。

　　于是，北京燃氣集團在中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會的指導下，與地理信息企業(yè)開展合作，由燃氣生產(chǎn)部門承擔相關(guān)的建設(shè)項目，在北京市范圍內(nèi)布設(shè)了6座北斗地基增強基準站作為推進燃氣領(lǐng)域應用北斗定位的試點和示范工程，這6座基準站的布設(shè)，實現(xiàn)了北京五環(huán)路范圍內(nèi)5厘米的高精度定位。高順利認為，這對于燃氣行業(yè)的日常管理已帶來非常大的提升。接下來，北京燃氣還會繼續(xù)將基準站的數(shù)量拓展到20座以上，高精度的定位增強信號也將遍布全北京市。

　　北斗地基增強基準站的架設(shè)，首先使管線巡檢工作在技術(shù)能力和精確度方面得到加強。據(jù)高順利介紹，目前北京燃氣的氣體泄漏檢測模式主要包含5種，包括日常巡檢、五米線檢測、手推式泄露檢測儀檢測、管網(wǎng)大范圍激光檢測普查以及管網(wǎng)評估。這五項巡檢手段目前都與衛(wèi)星導航系統(tǒng)有深度的結(jié)合。

　　在日常巡檢環(huán)節(jié)中，每一位北京燃氣的巡檢人員都會手持一臺加裝了定位模塊的7寸大小的平板電腦，并沿著負責的管線線路進行常規(guī)化的巡視，巡視包括關(guān)注周邊的草木是否出現(xiàn)了枯萎、湖泊是否冒泡，地表是否塌陷等。高順利表示，在北斗基準站建設(shè)以前，相關(guān)的燃氣巡檢管理部門會通過巡檢員手中的平板電腦的低精度定位，查看他們的所在大概位置和行進軌跡，做好相關(guān)的監(jiān)督工作，但對管線的精確定位，平板電腦則不能發(fā)揮效用;隨著北斗導航系統(tǒng)的加入，基于“北斗+GPS”的混合定位方式，則可讓巡檢人員可通過移動設(shè)備實現(xiàn)高精度的定位，準確記錄問題管線的地理位置，并上報到系統(tǒng)中以快速應對和處理。

　　檢測燃氣管線是否在地下已發(fā)生泄漏或泄漏的程度，就需要使用五米線檢測的方法。五米線檢測法是對地下管線半徑5米范圍內(nèi)進行泄漏燃氣的檢測。高順利提到，目前這種檢測手段對于高精度定位也有很強的需求，相關(guān)檢測設(shè)備也正在和北斗系統(tǒng)對接，在5cm左右的高精度定位技術(shù)下，泄漏處能夠通過在管線底圖上的定位很快被鎖定，與此同時，相關(guān)的氣體擴散分析部門也能夠基于事故點的準確地理位置做好分析工作，進而讓上級指揮調(diào)度部門掌握泄漏情況，做好下一步指導。

　　手推式泄露檢測儀檢測和管網(wǎng)大范圍激光檢測是目前兩大前沿的檢測手段。北京燃氣集團目前共擁有100臺手推式泄漏檢測儀和6臺激光掃描車。高順利表示，兩種設(shè)備被應用到定期的巡檢任務中，其事故檢測率已經(jīng)達到80%-90%，這樣的技術(shù)水平可以保證避免重大燃氣事故的發(fā)生?，F(xiàn)在新的進展是，北京燃氣巡檢部門也嘗試性地對手推式泄露檢測儀和激光掃描車加裝兼容北斗信號的裝置。“從試點的檢測數(shù)據(jù)分析成果來看，檢測技術(shù)和北斗定位技術(shù)的結(jié)合，使得我們的檢測精度有了更大的改善，甚到包括我們的檢車車距離管道的安全有效距離都可以獲知。”對于技術(shù)上的，高順利十分認可，同時他也提到，在今年內(nèi)兼容北斗信號的裝置會在他們的檢測裝備中有更廣泛地普及和應用。

　　管網(wǎng)評估工作要求巡檢部門在一定的周期內(nèi)對燃氣管線外包的防腐層破損情況進行檢測，檢測的方法主要是通過氣體泄漏的檢測設(shè)備在地表進行感知，這其中包括對市域內(nèi)其他管線設(shè)施端口如水井通風口，以及通訊及電力的管溝等都需要進行泄漏檢測，也包括路面打孔的施工手段來探測路面本身是否存在著燃氣泄漏的現(xiàn)象。地面打孔具體而言是對疑似問題管線長度區(qū)域中每個幾米打一個孔，再利用檢測設(shè)備對孔隙進行檢測，遇到泄漏再破土動工，但在整體的施工過程中，經(jīng)常存在的打位不準的問題，而綜合北斗高精度定位技術(shù)后，在施工的前后，完全可以依靠精確定位進行作業(yè)，打孔完畢后的孔坐標也可上傳到系統(tǒng)中便于處理中心的管理、統(tǒng)計和分析，這樣既提升了效率，也節(jié)約了施工成本和不必要的路面破壞。

　　高順利強調(diào)，北京燃氣管線的管理今后也將充分利用起衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，綜合高精度定位，實現(xiàn)實時、動態(tài)的管網(wǎng)的數(shù)據(jù)獲取，并將燃氣管網(wǎng)檔案數(shù)據(jù)進行集成，形成相關(guān)數(shù)據(jù)的分析能力，并基于后臺燃氣信息化管理的GIS平臺，為燃氣管線的規(guī)劃、建設(shè)、運營以及安全評估等階段帶來幫助。