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文章编号：2095-6835（2023）22-0165-04长输天然气管道智能监测预警系统设计与应用延旭博（河北省天然气有限责任公司，河北石家庄050000）摘要：管道线路安全是长输天然气管网运行管理的难点，其安全防控技术和体系仍处于起步阶段。
除加强传统的巡护、检测工作外，还需要积极引进新的监控技术手段提前进行预防，依托快速发展的4G/5G、人工智能、智能视频监控、光纤预警等多种手段实时监测，对第三方破坏和违法占压行为提前预警，从而降低管网系统的安全风险。
关键词：长输管道；智能监测预警；视频监控；预警系统中图分类号：TP29文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.22.047长输天然气管网是连接上游油气管网和下游天然气用户的纽带和中间环节，其安全运行对能源保障和民生都有重要意义。
随着经济发展，城乡建设加快，长输天然气管网周边高后果区明显增多，一旦发生破坏事故，将会严重影响周边安全和下游用户的能源供给。
为弥补传统人工巡检空窗期长、时效性差的不足，在管道沿线加装智能视频监控、光纤预警设备及环境参数采集等设备，并结合大数据、人工智能分析等手段，开发长输管道智能监测预警系统[1]，全时全天候监控第三方在管线周边实施灵活机动的机械挖掘、地勘钻探和定向穿越等影响管道安全的高危作业，可在管道遭遇实质性破坏之前给出报警信息，为管道安全巡护提供指导。
1智能监测预警系统设计思路1.1长输管道的安全风险长输天然气管道管理的主要依据和规范有《石油天然气管道保护法》《油气输送管道完整性管理规范》《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》《压力管道定期检验规则—长输管道》等。
上述法律、规范对于管道的线路安全，特别是对高后果区段管道提出了明确要求：要采取有效的措施，降低高后果区的风险，严格控制高后果区增加，同时提升风险处置能力。
管道面临的主要风险有以下3个方面：①第三方施工破坏。
阴极保护远程智能监控和评估预警专家系统用户手册北京安科管道工程科技有限公司目录阴极保护 0远程智能监控和评估预警专家系统 0用户手册 01. 网站总体功能架构 (3)2. 系统登录 (4)3. 系统首页 (5)4. 数据监控 (8)4.1. 地图浏览 (8)4.2. 数据浏览 (10)5. 报警信息 (10)6. 查询分析 (11)6.1. 数据查询 (11)6.2. 数据分析 (11)6.2.1. 管线阴极保护状态统计 (12)6.2.2. 管线电位分布统计 (13)6.2.3. 测控点电位分布统计 (14)6.2.4. 管线交流电压分布统计 (15)6.2.5. 测控点交流电压分布统计 (16)6.3. 运行统计 (16)6.3.1. 管线设备分布统计 (17)6.3.2. 设备运行状态统计 (18)6.3.3. 设备变更统计 (19)6.4. 报表打印 (19)6.5. 历史报表 (21)7. 专家对策 (22)7.1. 报警分析 (22)7.2. 文件列表 (22)7.3. 专家建议 (23)7.4. 问题反馈 (23)7.5. 专家档案 (24)8. 档案管理 (25)8.1. 管线档案 (25)8.2. 测控设备 (26)8.3. 设备参数 (27)8.4. 检修单据 (28)8.5. 报废管理 (29)8.6. 绘制测控点 (29)8.7. SIM卡缴费单 (30)9. 系统管理 (31)9.1. 部门管理 (31)9.2. 用户管理 (32)9.3. 操作日志 (34)9.4. 修改密码 (34)9.6. 权限管理 (36)9.7. 角色管理 (36)9.8. 管道权限 (37)9.9. 信息订阅（短信和邮件功能） (37)9.10. 发件箱 (39)9.11. 待发送报文 (39)9.12. 系统参数 (40)1.网站总体功能架构图1.1网站总体功能架构如图1.1所示，共分为七个大模块：系统首页、数据监控、报警信息、查询分析、专家对策、档案管理和系统管理。
管道自动化检测技术的研究与应用随着科技的不断发展，管道自动化技术越来越成熟和普及。
而管道自动化检测技术就是其中的一个关键环节，它是指通过先进的仪器设备和技术手段对管道进行无障碍、高效率的自动化检测、监测、报告和维护。
本文将探讨管道自动化检测技术的研究与应用。
一、研究现状1. 线控技术线控是传统的管道自动化检测技术。
其原理是通过红外、感应等技术手段控制管道内特制的检测器，实现对管道内部液位、压力等参数的监测。
虽然线控技术应用广泛，但存在一些诸如无法对整个管道完整的检测、容易受到干扰等缺点。
2. 摄像检测技术摄像检测技术是在线控技术基础上发展的。
通过摄像头对管道内部进行拍摄，然后再通过图像分析软件对管道的状况进行分析。
相比起线控技术来说，摄像检测技术可以对管道进行全面的检测，但存在着时间、成本短大和易受环境影响的缺点。
3. 智能机器人技术智能机器人技术是一种通过控制小型机器人进行管道内部检测的技术。
使用这种技术，机器人可以探测、扫描和绘制全面的管道内部地形、壁厚等相关信息。
与前两种技术相比，智能机器人技术可以检测更加准确，但是需要对机器人进行特殊设计和制造，相应的成本则会较高。
二、应用现状1. 石化行业石化行业是管道自动化检测技术的主要应用行业。
炼油厂、化工厂、天然气生产单位等石化企业都需要对生产管道进行检测。
通过使用管道自动化检测技术，可以大幅度提高生产效率和安全性。
2. 市政设施管道自动化检测技术还被应用于市政设施建设领域。
例如给水管道、燃气管道、污水管道等的建设和维护需要采用先进的管道自动化检测技术。
这可以帮助相关企业及政府部门及时了解管道情况，提高城市水平。
3. 建筑行业在建筑行业中，也需要使用管道自动化检测技术来检测管道状况，以确保建筑的安全性。
例如，建筑物内的淋浴房、水管、气管等都需要使用管道自动化检测技术。
三、未来发展随着科技的不断进步，管道自动化检测技术也会不断地更新和发展。
未来，我们可以预见到这种技术的应用会越来越广泛，而且技术本身也会越来越成熟。
智慧综合管廊监控与报警系统的关键技术智慧综合管廊监控与报警系统是一种利用现代科技手段对地下管廊进行实时监控和预警的系统，它可以实时监测管廊内的温度、湿度、气体浓度等环境参数，还可以监测管廊内的设备运行状态、人员活动情况等信息。
这种系统在城市地下管廊建设和管理中具有重要的应用价值，可以帮助管廊管理人员及时发现问题并进行处理，保障地下管廊的安全运行。
智慧综合管廊监控与报警系统的关键技术主要包括传感器技术、通信技术、数据处理与分析技术、报警处理技术等。
下面将分别对这些关键技术进行详细介绍。
首先是传感器技术。
传感器是智慧综合管廊监控与报警系统中最核心的部件之一，它能够实时感知管廊内的各种环境参数和设备状态信息。
传感器技术的发展使得各种类型的传感器可以实现微型化、智能化和多参数测量，如温湿度传感器、气体传感器、压力传感器、流速传感器等。
这些传感器通过采集管廊内的信息，并将其转化为电信号，并将这些信号传输给监控系统进行处理分析。
传感器技术的发展为智慧综合管廊监控与报警系统的实现提供了重要的技术支持。
其次是通信技术。
智慧综合管廊监控与报警系统需要将传感器采集到的信息传输给监控中心，并接收来自监控中心的指令，因此通信技术是其不可或缺的关键技术。
随着5G、物联网等通信技术的不断发展，智慧综合管廊监控与报警系统的通信方式也在不断升级，通信网络的速度、可靠性和带宽都得到了显著提升，可以更加及时、准确地传输管廊信息，保障监控系统的有效运行。
再者是数据处理与分析技术。
传感器采集的信息需要经过数据处理与分析才能转化为管廊的实际状态，并进行报警处理。
数据处理与分析技术的发展使得监控系统可以实现对大规模数据的高效处理和深度挖掘，能够识别管廊内的异常情况并进行预警。
结合人工智能、大数据等技术，还可以实现对管廊运行状态的智能诊断与预测，为管廊的安全运行提供更加科学的依据。
最后是报警处理技术。
智慧综合管廊监控与报警系统需要及时响应监测到的各种异常情况，并采取相应的措施，因此报警处理技术显得尤为重要。
长输管道的数据采集一直以来都是难题，长输管道的输送距离太长管理太过繁琐，管理管道的人多但是管道太长分到每个地方的人就少之又少，这个时候智能化的设备便排上了用场，智能化的设备大量的减少人力物力的使用，也大大的提高了工作的效率，不用经常去每个测试桩面前去检测数据，只需要安装的时候测试一下智能测试桩采集到的数据准不准确，没有问题就可使用了。
我公司自主研发的阴保智能测试桩系统包含自动采集功能，采集自然电位、断电电位、阴极保护电位、还可以进行交直流干扰监测，当采集测点发生有交流干扰时采集仪会采集交流感应电压、交流感应电流，及时捕捉动态干扰信号；线路上多台采集设备同步采集通断电电位，有利于判断干扰范围、强度、流入流出位置，确定高风险区并指导后期排流设计等工作。
将智能采集系统得到的海量数据与日常管道运营管理的难点、热点问题相结合，深化数据分析和应用，相互结合才能发挥最大的使用性，阴极保护测试装采集数据加上人为检测才可以时管道的防腐达到最完美的效果。
阴极保护智能测试桩在实际的应用中起到了重大的作用，代替了人工检测的诸多的不便利，使阴极保护维护更加完善。
阴极保护问题能够及时的处理就会减缓和消除管道的腐蚀，管道的使用寿命就得到极大的延长，天然气和油的泄露的风险也会降低。
智慧综合管廊监控与报警系统的关键技术智慧综合管廊监控与报警系统是一种集成了多种技术手段的监控系统，旨在实现对城市地下管道系统的全方位监控与管理。
其中，以下几项技术是系统最关键的组成部分。
一、传感器技术传感器技术是智慧综合管廊监控与报警系统中最基础的技术之一，它可以用来感知地下管道系统中的各种物理量，如温度、湿度、气体浓度、流量、压力等。
传感器安放在关键位置，可以实时获取管道系统的状态参数，并将这些数据传输给中心控制系统。
中心控制系统利用这些参数信息，可以准确地分析管道系统的工作状态，并及时发出预警信号，保障管道系统的安全稳定运行。
二、数据融合技术数据融合技术是智慧综合管廊监控与报警系统中的另一个核心技术。
它可以对传感器感知到的数据进行有效的整合和分析，从而实现管道系统运行状态的综合评估和预警分析。
数据融合技术可以将来自不同传感器的数据整合在一起，并根据数据之间的关联性进行分类、过滤和集成。
通过这种方式，中心控制系统可以获取管道系统更全面、更准确的状态信息，从而提高维护管理的效率和准确性。
三、图像识别技术在智慧综合管廊监控与报警系统中，图像识别技术用于识别视频监控画面中的各种异常情况，如火灾、泄漏、挖掘等。
系统采用高清晰度摄像机进行监控，并对监控图像进行处理和分析。
通过对比和分类来自不同监控画面的图像，中心控制系统可以快速准确地识别出所有的异常情况，并发送报警信号给相关部门和工作人员。
图像识别技术的应用使得智慧综合管廊监控与报警系统具备自动智能报警的特点，大大提高了管道系统的安全性和可靠性。
四、网络通信技术网络通信技术是智慧综合管廊监控与报警系统中实现远程监控和管理的关键技术，它可以实现传感器、监控设备和中心控制系统之间的数据交换和传输。
网络通信技术采用多种通信方式，如有线通信、无线通信和光纤通信。
通过这些通信方式，中心控制系统可以在不同地点进行对管道系统的实时监控和管理，实现更快、更准确的处理和预警。
管道输送系统的阴极保护运行管理规范第一章 主要术语和定义一、阳极回填料电阻率很低的材料，可以保持湿度，紧贴在埋地阳极的四周，用于减小阳极与电解质之间的有效电阻，并防止阳极极化。
二、 跨接金属导体，通常是铜，连接同一构筑物或不同构筑物上的两点，通常用于保证两点之间的电连续性。
三、 阴极保护系统由直流电源和阳极构成的系统，用于为金属构筑物提供保护电流。
四、 直流去耦装置一种保护装置，当超过预先设定的阈值电压时，它就导通电流。
例如：极化电池、火花隙、二极管总成。
五、排流点与受保护构筑物连接的负电缆连接位置，通过此排流点，保护电流可以流回其电源。
六、牺牲阳极靠原电池作用为阴极保护提供电流的电极。
七、地床埋地的或浸没在水里的牺牲阳极或强制电流辅助阳极系统。
八、 强制电流辅助阳极靠强制电流方法为阴极保护提供电流的电极。
九、强制电流保护系统靠强制电流方法提供阴极保护的系统。
十、瞬时通电电位在开启施加阴极保护的所有电源后立刻测量出的构筑物对电解质电位。
十一、密集测量技术同时测量管地电位与相关的垂直方向的电位梯度的技术。
注：用密集测量技术可以辨别防腐覆盖层缺陷并能够计算出缺陷处的无IR降电位。
十二、IR降按照欧姆定律在参比电极与金属管之间实际测出的在金属通道的两点之间或在土壤这样的电解质里横向梯度中由于任何电流形成的电压。
十三、极化电位没有因为保护电流或任何其他电流而发生由IR降引起的电压误差的情况下实际测出的构筑物对电解质电位。
十四、绝缘接头插在两段管道之间防止它们之间有电连续性的电绝缘部件。
例如：整体绝缘接头、绝缘法兰、绝缘联管节。
十五、通电电位阴极保护系统正在持续运行时测量的构筑物对地电位。
十六、断电电位在断开施加阴极保护电流的所有电源后立刻测量出的构筑物对电解质电位 。
注：通常在阴极保护系统关断后立刻测量此电位，此时施加的电流停止流向裸钢构筑物，但在极化作用减小之前。
十七、保护电位金属腐蚀速率小得无关紧要时构筑物对电解质电位。
人工智能技术在管道监测诊断中的应用研究
一、前言
管道监测诊断技术是一项重要的基础设施维护与管理技术。
传统的管道监测诊断方法存在一定的局限性，无法有效检测较小的缺陷，检测效率也较低。
而近年来，随着人工智能技术的发展，管道监测诊断领域也开始应用人工智能技术，使用机器视觉、深度学习、机器学习等技术，大大提高了管道缺陷检测和诊断的效率和准确性。
本文旨在介绍人工智能技术在管道监测诊断中的应用研究。
(一)机器视觉技术
机器视觉是指利用数字图像处理和图像分析技术来实现机器的视觉功能，可以对外界物体进行快速、准确的识别和定位。
应用机器视觉技术可以快速、准确地识别管道的尺寸、外观、表面缺陷等，为管道缺陷检测提供可靠数据支持。
例如，英国伦敦大学学院应用机器视觉技术分析管道表面缺陷，取得了较好的结果。
研究人员利用机器视觉技术，对管道表面进行图像分析，识别出各种缺陷，如腐蚀、弯曲、裂缝、夹具松动等。
该研究结果表明，运用机器视觉提高了管道表面缺陷检测的精度，并且检测效率也得到了明显提高。
(二)深度学习技术。
管道监测与维护的智能化解决方案在智能化时代，管道监测与维护已成为社会发展中不可或缺的一环。
本文将探讨管道监测与维护的智能化解决方案，包括其技术原理、应用场景以及未来发展趋势。
**一、技术原理**智能化管道监测与维护的核心技术包括传感器技术、物联网技术和大数据分析技术。
1. **传感器技术：** 传感器被安装在管道系统的关键位置，用于实时监测管道的温度、压力、流速等参数。
常用的传感器包括压力传感器、温度传感器和流量传感器等。
2. **物联网技术：** 通过物联网技术，传感器可以实现数据的实时传输和互联互通。
各个传感器节点之间可以进行数据交换，形成一个完整的管道监测网络。
3. **大数据分析技术：** 收集到的数据通过大数据分析技术进行处理和分析，从而实现对管道系统状态的准确诊断和预测。
利用机器学习算法，可以识别管道异常并提前采取维护措施，以防止故障的发生。
**二、应用场景**智能化管道监测与维护的应用场景广泛，涵盖了各个领域的管道系统，包括但不限于：1. **城市供水管网：** 对城市供水管网进行实时监测，及时发现管道破损或漏水情况，保障城市居民的生活用水安全。
2. **工业管道系统：** 对工业生产中的管道系统进行监测，确保生产过程的顺利进行，避免因管道故障造成的生产损失。
3. **油气管道：** 对油气管道进行长距离的实时监测，预防泄漏事故的发生，保障环境安全和能源供应。
4. **城市燃气管道：** 对城市燃气管道进行监测，及时发现管道泄漏或安全隐患，保障城市居民的生命财产安全。
**三、未来发展趋势**随着人工智能、物联网和大数据技术的不断发展，智能化管道监测与维护将迎来更加广阔的发展空间。
未来的发展趋势主要包括以下几个方面：1. **智能化程度提升：** 管道监测系统将更加智能化，具备自主诊断和预测能力，能够实现对管道状态的自动调节和优化。
2. **网络化覆盖扩展：** 管道监测网络将进一步扩展和完善，覆盖范围更广，监测精度更高，可以实现对整个管道系统的全面监控。
