打造油气管道的“全天候智能巡检员”

    石油天然气是蓝色星球孕育的宝藏，也是全球能源体系不可或缺的重要部分。然而，全球油气资源地理分布并不均衡，产供地域与消费市场存在空间错位，油气开采转运成为突破油气资源地理困局的关键。

    以中国为例，油气生产主要集中在东北、西北和西南地区，消费市场则大多在东南沿海以及中南地区，产销区域分离且跨度大。与铁路、公路、水路、航空运输相比，管道传输是目前陆上油气长距离运输“性价比”最高的方式。

    目前管道传输多采用地埋管道，相较于架空敷设和地表敷设管道，地埋管道的问题更不易察觉。当遇到施工破坏、地质灾害等突发事件，传统人力巡检难以提前预判风险或及时到达现场，一旦出现油气泄漏情况，可能会产生供应中断、环境污染、火灾爆炸等事故，容易造成巨大的经济损失、环境灾害和人员伤害。

    那么如何塑造一个管道风险的“全天候智能巡检员”来帮助实时监测和感知管道安全呢？

    华为与行业客户的最新实践给出了答案。

守护管道安全

    看好能源储备

    山东是我国的粮食大省，也是油气管道大省，油气管道总长度约占全国十分之一。国家管网集团山东分公司（简称：国家管网山东公司 ）所辖管道沿线涉及农田、湿地、水源地等错综复杂的自然环境。为能更精准识别并预防管线打孔盗油、施工破坏等高危行为，以及增强管道安全保障能力、避免油气泄漏导致的农田环境污染，华为助力国家管网山东公司打造了油气管道光纤预警系统，采用华为分布式光纤传感技术对长距离线性布局的管道区域实行智能化监测。

    分布式光纤传感技术与人体的“感觉神经”功能类似——当油气管线发生外来入侵时，通过沿管线部署的伴行光纤可以感知振动，不同的振动波纹通过光纤传感设备来快速分析振动波纹信息，识别事件类型并及时上报告警，从而实现管道监测预警智能化。

光纤预警系统是一个“端-边-云”的三层架构。

    1 第一层架构部署于各管线站场及阀室，用于光纤传感原始振动数据采集；

    2 第二层架构部署于国家管网山东公司，基于瀑布图核心算法、告警压缩等模型，用于告警数据统一汇聚与处理；

    3 第三层架构部署于国家管网集团，依托IMS系统，实现告警业务的闭环管理，并与视频检测、无人机进行联动，通过三层架构协同树立更为坚实的油气管道风险防御体系。

    通过优化的算法模型减少车辆穿行伴行不同路段等造成的非威胁事件干扰，提高夜间人工振动告警灵敏度，更精准地分辨第三方机械施工或打孔盗油行为；并通过后台压制非威胁告警事件，增强预警准确性，降低巡护人员现场复核的频次，有效提升了巡线效率与精度，保障管道安全。

    该光纤预警系统于2023年12月正式启用，截至目前已覆盖1173公里管线，共精准识别并及时防控第三方机械施工100+起。

创新不停

    加速油气智能化进程

    放眼全球，国际管道合作和跨国管道建设如火如荼，大型石油和天然气管线的建设已经成为各国经济发展的重要标志。随着运行年限、里程不断增长，人工巡护和研判等传统方式手段变得难以满足管道保护需要，国际油气企业对于管道监测智能化手段的追求与探索从未停歇。

    阿尔及利亚是非洲最大的石油生产国之一，Sonatrach作为该国石油行业的核心组织运营着数十条油气管线，传统人工巡检成本高，效率低，难以全天候实时掌握管道运行情况。

    Sonatrach联合创新中心携手华为，开始构建油气管道巡检方案，旨在结合创新技术来降低运维成本，实现管道损坏主动预警以及断纤位置快速定位。华为光纤预警方案在智慧油气管道巡检的联创试验中表现出色，第一，针对光纤中断、人工挖掘、机械挖掘的不同事件分析，华为方案可100%区分事件类型；第二，告警准确率高，误报率仅为0.012次/公里/天，所有距离光纤2米范围内的告警均能上报；第三，告警定位平均误差小于10米，光缆地图GIS位置信息精准。

    “基于光纤传感的智慧油气管道巡检方案有助于解决人工巡检难、风险识别慢等难题，”Sonatrach联合创新中心经理SanaLallali说到，“我们对与华为的联合创新成果感到满意，希望未来可以与华为进一步合作，共同推进石油行业的智能化进程。”

    油气管道作为能源大动脉，其安全问题对全球能源供给的影响可谓牵一发而动全身。面对油气管道数智化这个大课题，华为希望通过深度融合光传感、AI、大数据等新ICT技术，与油气企业共建方案守卫管道安全，做好保障能源输送的“全天候智能巡检员”。

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