李勇志 宋楠笛 王琦 高玉濤  余鵬程  陳錦岑

陜西省天然氣股份有限公司輸氣分公司

摘要：傳統管道巡檢方式主要依賴(lài)硬件設施設備，制約了巡檢效率與安全管理水平的提升，亟需探索一種高效、智能、低成本的巡檢方式。本文剖析了傳統巡檢方式存在的弊端，介紹了引入電子二維碼技術(shù)構建的一套管道線(xiàn)路高桿樁巡檢系統及其核心優(yōu)勢，詳細分析了系統架構及其應用模式，通過(guò)系統優(yōu)化和功能拓展，在風(fēng)險防范和預警、預防第三方施工損壞和應急響應方面也有較好效果，將提高輸油氣管道的安全管理水平，推動(dòng)能源輸送行業(yè)的數字化轉型和智能化升級。

關(guān)鍵詞：高桿樁巡檢系統；二維碼技術(shù)；管道巡檢；巡檢成本

輸油氣管道作為國家能源輸送的大動(dòng)脈，其安全性與穩定性對于保障國家能源安全、促進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展具有重要意義。然而，傳統的巡檢方式主要依賴(lài)硬件設施設備，成本高昂且數據單一、巡檢真實(shí)性存疑及應急響應時(shí)間長(cháng)等問(wèn)題，嚴重制約了巡檢效率與安全管理水平的提升。因此，探索一種高效、智能、低成本的巡檢方式成為當前亟待解決的問(wèn)題。

通過(guò)引入電子二維碼技術(shù)，結合現代信息技術(shù)手段，構建一套高桿樁巡檢系統，提高巡檢效率和準確性及管道安全管理水平，降低巡檢成本，滿(mǎn)足高效、智能、低成本巡檢要求。

1  傳統巡檢方式剖析

硬件維護成本與損耗分析。傳統巡檢方式依賴(lài)大量硬件設備，如畫(huà)道表、馬克筆、膠帶等，這些必備的硬件設施的年損耗率較高，導致硬件維護成本居高不下。此外，硬件設備設施的更新?lián)Q代也增加了額外的成本投入。

人力與時(shí)間成本投入評估。徒步巡檢需要投入大量人力和時(shí)間，巡檢效率低下，且難以保證巡檢的全面性和準確性。巡檢人員的工作強度大容易疲勞，從而影響巡檢質(zhì)量。

管理成本與數據同步效率瓶頸。紙質(zhì)的巡檢記錄打印、存儲和管理成本高昂，且存在潛在錯誤風(fēng)險。同時(shí)，紙質(zhì)記錄傳遞延遲導致應急響應不及時(shí)，增加了安全隱患。數據同步效率低下，難以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)監控和應急響應的需求。

2  高桿樁巡檢系統核心優(yōu)勢

實(shí)時(shí)數據同步與高效傳輸機制。巡檢人員采用5G微信傳輸技術(shù)掃碼后，數據實(shí)時(shí)上傳至后臺數據庫并直達云端，消除了紙質(zhì)記錄傳遞延遲問(wèn)題，管理人員可隨時(shí)查看最新?tīng)顟B(tài)，掌握巡檢進(jìn)度和現場(chǎng)情況，縮短應急響應時(shí)間和提高管理效率。同時(shí)，系統還支持數據導出和報表生成功能，為管理人員提供決策支持。

多模態(tài)信息采集與融合能力。支持GPS坐標、現場(chǎng)照片、語(yǔ)音備注等多元數據融合，提供全面、準確的巡檢信息，使得巡檢人員能夠更直觀(guān)地了解現場(chǎng)情況，提高巡檢效率。同時(shí)，多元數據的融合也為后續的事件分析和處理提供了有力支持。

硬件依賴(lài)降低與成本節約效應。僅需智能手機+微信小程序，無(wú)需額外硬件投入，有效降低硬件維護成本。電子二維碼技術(shù)的引入，將傳統紙質(zhì)巡檢表轉換為結構化電子表單，避免手寫(xiě)錯誤，數據自動(dòng)歸檔至云端。電子表單標準化提高了數據的規范性和一致性，便于后續的數據分析和處理。自動(dòng)化歸檔減少了紙質(zhì)文檔的打印、存儲和管理的成本。

電子記錄的真實(shí)性與可追溯性保障。電子記錄支持按時(shí)間、位置、設備類(lèi)型等多維度檢索，配合圖片和視頻附件，大幅提升事件分析效率。由于電子記錄不可篡改，可以確保巡檢數據的真實(shí)性和準確性。通過(guò)時(shí)間戳、位置信息等手段，還可以追溯每一次巡檢的具體情況和人員，提高巡檢的透明度和可信度。此外，智能化的事件分析功能可以幫助管理人員快速定位問(wèn)題根源，制定有效的解決方案。

3  高桿樁巡檢系統構建及應用

3.1  系統構建

系統采用云端+邊緣計算架構，云端負責數據的長(cháng)期存儲和分析，邊緣計算節點(diǎn)負責實(shí)時(shí)數據的處理和響應。覆蓋華為、小米、iPhone等主流機型，測試不同攝像頭對焦速度、掃碼距離、屏幕亮度等性能指標，確保系統在不同設備上的流暢運行。通過(guò)優(yōu)化架構設計、降低網(wǎng)絡(luò )延遲、嚴格性能測試，保證系統的兼容性和穩定性，提高了系統的整體性能和可靠度。

系統在云端管理平臺以高分辨率衛星地圖為底圖，導入管道的設計圖紙或GPS軌跡作為參考；操作員沿管道走向，在衛星地圖上手動(dòng)精確打點(diǎn)，連點(diǎn)成線(xiàn)，形成一條高精度的數字化巡檢路徑；對每一個(gè)高桿樁的位置進(jìn)行精準打點(diǎn)，并錄入其樁號、類(lèi)型等信息；系統自動(dòng)為該點(diǎn)生成一個(gè)唯一的二維碼。

系統支持離線(xiàn)地圖下載，確保在網(wǎng)絡(luò )信號不佳的情況下仍能正常使用。移動(dòng)端App加載離線(xiàn)地圖包后，會(huì )將預設的數字化巡檢路徑顯示為一條清晰的引導線(xiàn)；導航引擎結合終端的GPS定位信息，實(shí)時(shí)計算巡檢人員當前位置與預設路徑的偏移量；當人員偏離路徑超過(guò)一定閾值（如15米）時(shí)，系統會(huì )通過(guò)聲音和畫(huà)面發(fā)出告警，并自動(dòng)重新規劃路線(xiàn)，引導人員回到正確路徑上。

系統劃分超級管理員、普通管理員、巡檢員三級角色，多級權限管理確保了數據的安全性和隱私性，實(shí)現精細管控。同時(shí)，系統還采用了數據加密、訪(fǎng)問(wèn)控制等安全防護措施，防止數據泄露和非法訪(fǎng)問(wèn)。支持現場(chǎng)拍照、語(yǔ)音備注、文字描述三種異常上報方式，巡檢人員可實(shí)時(shí)上傳現場(chǎng)情況，系統自動(dòng)壓縮圖片并轉碼存儲至云端數據庫，同時(shí)觸發(fā)預警機制，通知相關(guān)人員及時(shí)處理。

系統旨在提升巡檢效率和管理效率，當巡檢人員通過(guò)衛星地圖打點(diǎn)、掃描二維碼后，系統自動(dòng)獲取GPS定位信息并記錄巡檢時(shí)間、人員ID，實(shí)現無(wú)紙化數據采集，減少了人工錄入錯誤的可能性。

3.2  功能拓展

通過(guò)系統優(yōu)化和功能拓展，其在風(fēng)險防范和預警、預防第三方施工損壞和應急響應方面也有較好表現。

提升風(fēng)險防范和預警能力。高桿樁巡檢系統通過(guò)與監控預警設備、無(wú)人機、振動(dòng)傳感器等，以及物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、業(yè)務(wù)流程緊密結合，構建了一個(gè)主動(dòng)、預判、閉環(huán)的智能監控與預警體系，同步統計分析預警類(lèi)型、高發(fā)區域、處理效率等，為管理決策提供數據支持。系統還可以對管道周邊事物實(shí)時(shí)監控和預警，一旦發(fā)現異常情況立即通知相關(guān)人員處理，不僅能有效提升防范安全風(fēng)險和預警能力，更能通過(guò)數據驅動(dòng)提升整體管理效率和精細化水平。例如，利用沉降/位移監測儀監測基坑、邊坡等關(guān)鍵部位的形變監控，氣體傳感器在涉及燃氣管線(xiàn)的區域監測是否有燃氣泄漏等。如接收到通過(guò)PC端彈窗、手機App推送、短信、電話(huà)語(yǔ)音等多種方式發(fā)出的風(fēng)險預警后，系統自動(dòng)生成處置工單，處理人員需在規定時(shí)間內響應并反饋結果，超時(shí)未處理將自動(dòng)上報。

提升預防第三方施工損壞的能力。系統與沿管道埋設的振動(dòng)傳感光纖或分布式聲學(xué)傳感器相融合，當監測到管線(xiàn)附近有符合大型機械作業(yè)特征的連續、劇烈振動(dòng)波形時(shí)，系統將觸發(fā)警報并通知巡檢人員。當巡檢人員發(fā)現管道周邊存在未經(jīng)報備的施工活動(dòng)時(shí)，系統實(shí)時(shí)推送施工坐標至管理員后臺，一鍵匯報至二級調度，使管理人員能夠迅速掌握施工情況，采取有效措施防止施工損壞。利用在管道沿線(xiàn)關(guān)鍵節點(diǎn)（如高后果區、人口密集區、以往事故多發(fā)區）布設帶有AI算法的智能攝像頭，持續對視頻流進(jìn)行智能分析，專(zhuān)門(mén)針對工程機械（挖掘機、鉆探機、推土機等）的形狀和動(dòng)作進(jìn)行識別，一旦識別到此類(lèi)設備在管道保護范圍內活動(dòng)，立即觸發(fā)警報并告知巡檢人員到場(chǎng)處置。

提升應急響應與處置能力。管道遭遇山體滑坡或洪水沖擊等自然災害發(fā)生泄漏時(shí)，掃描泄漏點(diǎn)附近二維碼可即時(shí)調取該管段材質(zhì)、壓力等級、上下游閥門(mén)位置等關(guān)鍵參數，為搶修隊伍提供處置優(yōu)先級建議，及時(shí)采取有效措施防止泄漏擴大，實(shí)現更快響應及實(shí)施處置方案。系統還支持與氣象部門(mén)的聯(lián)動(dòng)，實(shí)時(shí)獲取災害預警信息，為應急響應提供有力支持。

4  結語(yǔ)

通過(guò)數據分析，高桿樁電子二維碼巡檢系統對比傳統巡檢方式，巡檢效率提升30%～70%，綜合成本節約25%～50%，提高了輸油氣管道的整體安全管理水平。建議重視巡檢人員的培訓和管理，提高巡檢人員的專(zhuān)業(yè)素養和技能水平，確保巡檢工作的順利進(jìn)行。

未來(lái)將進(jìn)一步探索智能化、無(wú)人機高空巡檢技術(shù)，如引入AI圖像識別、大數據分析等先進(jìn)技術(shù)，持續降低巡檢成本。同時(shí)，將加強與物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)的融合，推動(dòng)能源輸送行業(yè)的數字化轉型和智能化升級。

作者簡(jiǎn)介：李勇志，1994年生，本科，助理工程師，主要從事場(chǎng)站及線(xiàn)路安全管理工作。聯(lián)系方式：15129110033。