约着油气管道站场风险管控水平的提升。
应用场景
现有感知技术
站场空间
站
场
感
设备设施
知
自动化系统
供电系统 暖风系统
振动光缆周界监测 催化红外可燃气体探测
视频监控 压缩机参数监测 泵机组参数监测 储罐泄漏监测
2019年3月26日星期二
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管道站场感知-泄漏：国内外主要采用可燃气体探测器监测站场泄漏， 国外目前已经广泛应用激光可燃气体探测技术，国内油气站场采用催化、 红外等点式可燃气体探测器进行油气泄漏探测，正在开展激光可燃气体探 测技术试点，取得了较好的效果。
2019年3月26日星期二
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管道站场感知-视频：目前站场主要依靠工业电视进行监视，人工识别 危险，存在着监控不及时，效果不明显的问题。目前国际上在图像识别方 面识别准确率已接近人工识别，国外在工业应用方面采用人工智能技术在 人脸识别、物体检测等工业安防领域均已有了较为成熟的应用。
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视频监控 压缩机参数监测 泵机组参数监测 储罐泄漏监测
智能管道数据需求
站场周界环境变化数据 高精度可燃气体浓度数据 人员位置、不安全行为数据 储罐位移、应力、温度数据
工艺管道腐蚀数据 泵机组能耗数据
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管道感知体系尚未建立：管道点多线长，影响因素众多，自然、社会 以及管道本体因素等时刻威胁管道安全，哪些信息需要感知、如何感知以 及感知后数据如何利用，需要建立起一套油气管道感知体系和技术规范。
关键技术
监测距离
空间分辨率 占用光纤数 多事件识别
FFT
MZ
40km
500m
3
不支持
科技研究中心
MZ
60km
500m
3
不支持
英国QinetiQ Group和
Φ-OTDR
40km
100m
1
支持
Fotech Solutions公司
电子科技大学
Φ-OTDR
60km
50m
1
支持
天津大学
Φ-OTDR&MZ
80km
识” 的形成提供数据的重要手段。
智能
知
感
概率失效 分析
管道线路数据
第三方活动 自然环境
综合 智能 决策
可靠性 评价
安全评价
管道本体数据
金属损失 焊缝缺陷 管道应力
站场泄漏
关键设备 故障智能
诊断
管道站场数据
关键设备参数 周边环境
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线路大数据分析需要线路环境、管道本体数据支持：油气管道线路大 数据分析与应用在建立基于多源数据驱动的管道安全状态评估模型时，需 要线路自然环境数据、第三方活动数据提供数据支持。
1 背景
管道智能 感知技术
2 感知技术现状
3 发展趋势
2019年3月26日星期二
2
管道智能感知是指在一定的时间和空间尺度下，通过传感技术采集管道当
前状态数据，进而基于采集数据形成对管道现状的理解，最终预测管道安全状
态未来的发展趋势。
感
知
智能
管道 智能感知
状态的测量 现状的理解 未来的预测
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输油泵机组智能诊断和健康 评估模型
储罐风险预警模型
压缩机、泵机组振动、温度 等数据
储罐温度、泄漏量、变形、 位移等数据
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站场风险管控需要全面感知站场数据：目前各管道公司正在努力建设智慧 管道、无人化站场，站场配备的巡检维护人员在不断减少，巡检频次不断降低， 这种情况下，需要更多采用技术手段对站场内的各种参数进行自动化监控，弥 补因人员巡护减少而造成的安全隐患。
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站场大数据分析需要站场感知数据支持：站场关键设备大数据分析与应用 在建立压缩机组故障智能诊断模型、输油泵机组故障智能诊断模型、储罐大数 据预警模型时，需要压缩机振动、工艺、历史运维修数据、输油泵机组振动、 电流、温度数据、储罐温度、泄漏量、罐体形变以及地基位移等数据支持。
站场大数据
站场感知
压缩机组健康状态评估模型
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管道站场感知：站场周界安装了视频监测、周界入侵报警系统，站内安装
可燃气体探测器，针对站场设备，也安装了压力温度等传感器监测设备状态。
但目前油气管道站场可燃气体、火焰探测、工业监视周界安防等系统相对独立，
系统误报警导致非计划停输、监视人员精力有限等现实情况都在较大程度上制
大数据分析
安全评价模型（剩余强度、 剩余寿命）
概率失效分析（PRA）模型
管道失效专家系统评价方法
线路感知
管道本体数据：金属损失、 焊缝缺陷
线路周边环境数据：第三方 活动、自然环境
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线路风险管控需要全面感知线路环境、管道本体变化： 我国管道沿线地 质环境复杂，地质灾害频发；人口密度大，环境承载力差，失效后果严重；管 道施工质量导致的失效事件时有发生，人工排查难度高；第三方施工频繁，巡 护密度难以满足要求,需要全面感知线路风险，实现风险由被动管控到主动管 控的转变。
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1 背景
管道智能 感知技术
2 感知技术现状
3 发展趋势
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线路智能感知技术
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天
空
地
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线路智能感知技术-航天
地质灾害识别 第三方事件识别
管道沿线环境变化
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线路智能感知技术-航空
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管道线路感知-地质灾害监测：国内外管道地灾监测仍以承灾体、致灾 体分别监测，分别评价安全状态的方法为主。中油管道下属管道地区公司， 已经各自在重点关注的部分管线沿线的地质灾害点上，安装了相应的监测设 备。但目前地质灾害监测指标较少，管体应变占多数，应变监测的是应力变 化量，不能充分反映管体应力安全状态，常规预测方法指标也较为单一。
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现有管道站场感知技术尚不能满足智慧管网需求：针对管道站场泄漏、 站场第三方活动、设备设施故障等威胁，采取了多种感知技术，但仍缺少 站场周界环境变化、人员不安全行为等数据。
应用场景
站场空间
站
场
感
设备设施
知
自动化系统
供电系统 暖风系统
现有感知技术
振动光缆周界监测 催化红外可燃气体探测
50m
4
支持
科技研究中心
Φ-OTDR
100km（中继放大） 100m
1
支持
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管道线路感知-天然气泄漏：国内外对天然气管道泄漏的监测以声波法为 主，如美国ASI公司基于油管道泄漏监测技术开发的泄漏监测系统，在西气东 输苏浙沪段有应用，但应用效果不佳；国内西部管道和管道科技研究中心也开 展相关研究，但该方法受管道工况变化影响大，存在误报漏报。中油管道2018 年开展直升机载激光甲烷探测试验，可用于管道定期巡检，但受天气、飞行高 度、驾驶员经验等影响较大。
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管道站场感知-储罐：国外己有较先进的储油罐监测系统，如霍尼韦尔 油库自动化管理系统，国内相关单位也进行了储罐监测系统的开发，如中 国地质大学开发的储油罐液位和温度监测系统，但现有监测系统都是对应 单独的监测对象，例如液位、温度等，这已不能满足国家安全监督部门对 易燃易爆场所安全监控的要求。
液位计
本体感知
应用场景
腐蚀泄漏
焊缝开裂
管道位移及变 形
现有感知技术
漏磁内检测 腐蚀监测 泄漏预警 超声裂纹内检测 人工巡检土体位移 IMU惯性测绘 几何内检测 应力应变监测
智能管道数据需求
管道特征数据 环焊缝交角信息 内外腐蚀数据
焊缝裂纹 管道应力状态
阴极保护电位 沿里程的压力、温度、
积水等分布情况
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日常巡检 泄漏检测 应急管理
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线路智能感知技术-光纤
2019年3月26日星期二
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线路智能感知技术-智能视频
侦测 前端
智能 设备
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站场安防 高后果监控 第三方施工
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线路智能感知技术-智能地灾监测
2019年3月26日星期二
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线路智能感知技术-智能电位采集
阴保电位采集 日常参数采集
2019年3月26日星期二
开阀
次声波泄漏信号
关阀
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管道线路感知-无人机：目前无人机管道巡检技术已经在油气管道上得到 了较多的现场应用，国外BP公司通过使用带有高清晰度摄像头及热力传感器等 的无人机技术，对复杂自然环境中的管道进行泄漏检测与安全监控。国内西部 管道、西南管道开展了无人机巡检研究，可一定程度上实现对离线数据的自动 分析，但仍无法实现在线识别。
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管道线路感知-视频监控：中油管道已在个别易打孔盗油处、少数人口密 集型高后果区布设视频监控，但国内主要视频监控系统的功能相对单一，仅可 针对某一固定场景或固定目标进行检测识别。国外在视频、图像识别的研究以 深度学习理论为主，可实现复杂背景下的多目标识别，识别准确率已接近人工 识别，已在自动驾驶领域进行了应用。
低液位液报警
压力
火焰监测
2019年3月26日星期二
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站场管道腐蚀感知：站场管道环境腐蚀、弯头和积液位置的内腐蚀、保温管 道腐蚀是造成站场管道腐蚀的三大主要因素。国外站场管道腐蚀监测技术有：电 阻探针、线形极化探针、水分析、电指纹（FSM）系统等，监测数据通过网络传 至数据处理中心，实时在线监测。国内站场管道腐蚀检测采用超声相控阵、超声 时差衍射等方法对站场管道腐蚀状态进行定期检测，检测过程中一般会进行开挖， 对站场日常管理影响较大，成本较高，检测周期长。