方迎潮 梁棟 吳東容 席國仕 劉小暉

國家管網(wǎng)集團西南管道公司

背景

西南管道公司所轄管道超過(guò)10000 km，主要分布于川渝滇黔桂等地，其中70%是山地管道，地質(zhì)災害風(fēng)險突出，加上外載荷、環(huán)焊縫質(zhì)量和高后果區風(fēng)險疊加，給管道安全運營(yíng)帶來(lái)極大挑戰。為增強管道安全生產(chǎn)的感知、監測、預警、處置和評估能力，解決山地管道管理難題，建設了集信息化、智能化和可視化為一體的管道地質(zhì)災害監測與預警平臺，被列入工業(yè)和信息化部、應急管理部《“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)”行動(dòng)計劃（2021―2023年）》試點(diǎn)應用場(chǎng)景。平臺建設項目獲省部級科技進(jìn)步二等獎1項，形成公司企業(yè)標準2項，出版專(zhuān)著(zhù)1套。

功能

（1）平臺架構。平臺基于HTML5技術(shù)，采用B/S架構模式，主要由感知層、網(wǎng)絡(luò )層、應用層三部分組成（圖 1），實(shí)現數據采集、傳輸、存儲、分析與展示（圖 2）。

圖 1 地質(zhì)災害監測與預警平臺架構

圖 2 地質(zhì)災害監測與預警平臺界面示例

（2）平臺功能。包括地圖展示、實(shí)時(shí)監測、歷史數據、預警預報、報表管理、系統管理等功能模塊，實(shí)現管道地災的實(shí)時(shí)監測與管理。同步研發(fā)手機版“地質(zhì)災害監測預警APP”，具有監測數據瀏覽、預警信息查看、現場(chǎng)信息反饋上報等功能，實(shí)現“現場(chǎng)+后臺”的互動(dòng)。

（3）技術(shù)特點(diǎn)。采用3sigma算法實(shí)現異常值消除和過(guò)濾；利用最小二乘支持向量積實(shí)現缺失值的填補；結合實(shí)際情況構建了每個(gè)監測點(diǎn)獨有的自學(xué)習、自修正的閾值模型；根據監測的歷史數據，利用長(cháng)短時(shí)間記憶網(wǎng)絡(luò )分析預測災害未來(lái)一周的發(fā)展變化趨勢。針對不同災害類(lèi)型和危害方式，初步構建了災害體形、管道本體、外部影響因素等的三維預警判別矩陣模型，實(shí)現管道地質(zhì)災害綜合預警。

（4）管理措施。制定監測與預警平臺管理辦法，統一管理、分級負責，實(shí)現集中監視與屬地巡檢的結合。根據不同的預警級別設立紅黃藍三色預警體系并推薦處置措施。建立預警生成、信息確認、信息發(fā)布、處置反饋、預警關(guān)閉一套完整閉環(huán)流程。

編制相關(guān)技術(shù)標準規范，為工程建設提供依據，確保監測設備選型的合理性、監測點(diǎn)位的科學(xué)性、監測工程的有效性。

（5）應用效果。平臺已在中緬、中貴、蘭成渝、蘭成等9條油氣管線(xiàn)上載185個(gè)監測點(diǎn)，包括滑坡、水毀、采空區、堆土區、高后果區、跨越、隧道、焊縫等風(fēng)險類(lèi)型。布設998臺多類(lèi)型智能感知監測設備，包括地表位移計、河道下切監測儀、雨量計、應力應變計等設備類(lèi)型。日均監測數據達3萬(wàn)條，監測數據總量超過(guò)3千萬(wàn)條。

平臺先后發(fā)布預警500余次，成功預警中緬線(xiàn)K321滑坡、中貴線(xiàn)K466+500 m滑坡、中貴線(xiàn)K1294+979 m滑坡等多處風(fēng)險，均通過(guò)及時(shí)采取應急措施，消除了安全隱患，避免了事故發(fā)生。監測的河道下切數據為馬元河、瑞麗江等管道大開(kāi)挖穿越河流段治理提供了數據支撐，輔助管理部門(mén)決策。

啟示

（1）地質(zhì)災害監測與預警平臺實(shí)現了從靜態(tài)分析向動(dòng)態(tài)感知、事后應急向事前預防、單點(diǎn)防控向全局聯(lián)防的質(zhì)的轉變。

（2）由于地災風(fēng)險點(diǎn)數量多類(lèi)型復雜，發(fā)育處于動(dòng)態(tài)變化中，需要增設現場(chǎng)監測點(diǎn)，以不斷完善監測網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現沿線(xiàn)地災的全面管控。

（3）需要持續實(shí)踐和技術(shù)迭代升級，提升監測數據分析處理技術(shù)，優(yōu)化預警模型，將專(zhuān)業(yè)人員多學(xué)科綜合判斷經(jīng)驗轉化為知識庫，形成專(zhuān)家系統。

作者簡(jiǎn)介：方迎潮，西南管道公司技術(shù)中心工程師，主要從事管道地質(zhì)災害防護方向的科研與技術(shù)服務(wù)工作。聯(lián)系方式：028-62721630，1176988203@qq.com。