“当前佛燃能源在佛山全市已有各类高、中、低压天然气管道总长约5000公里，其中钢制管道就超过1300公里。随着管网规模持续扩大、老旧管道使用年限增加，第三方野蛮施工、周围环境动态变化（土壤微生物、深根植物、滑坡、塌方等）、城市轨道交通杂散电流等对管道安全运行的挑战越来越大，探索运用人工智能等前沿高科技手段对管网运行状态进行实时检测，助力提升管网能效，成为当下我们打造佛山平安供气格局的重要内容。“近日，广东佛燃科技有限公司（以下简称“佛燃科技”）研发技术高级主任袁逸军对《中国能源报》记者说。
采访中，记者了解到，近年来，佛燃科技聚焦城市燃气管道核心检测装备自主研发与国产化替代，针对燃气管道安全研发出具有自主知识产权的阴极保护智能远传系统、安全视频监控与AI智能巡检系统、无人机智慧巡检等一批智能科技产品。如今，在大数据、人工智能等前沿科技的加持下，利用AI智能巡检管网系统已经成为佛燃能源的工作日常。
AI让燃气管道保护从检测修复向预防前移
在佛山，AI智能巡检系统的引入致力于让城市公交车辆变身成为“燃气管道安全扫描仪”和“兼职巡检员”。2023年以来，除了专用巡检车之外，佛燃能源持续探索在公交车上安装车载AI视觉巡检预警系统，结合管线GIS数据，通过AI自动识别出在管线附近出没的施工人员、施工车辆、工程车辆、围蔽工地等安全隐患元素，每天能够发现数十宗可疑情况，帮助及时全面排查隐患，大大增强管网运行安全性。
而在该市内一些天然气管网较为复杂的区域，则成为无人机智慧巡检的重点区域。利用AI学习系统，无人机每天自动“打卡”上班，按需自动巡航，“过目不忘”记录下看到的种种情况，并通过AI算法自动排查出施工、占压、塌方、水淹、坍塌、漏油、焚烧等各类管道隐患信息，经后台人员进一步确认后上报调度中心进行处置，大大地提高了巡检效率。
“长期无人居住、入户困难的一些房屋户内泄露检测，是无人机智慧巡检另一项重点监测内容。”袁逸军进一步补充，“我们开发的微型泄漏检测无人机，搭载激光泄漏检测仪，可在厨房外从玻璃射入一束激光来判断户内有没有燃气泄露，目的就是要确保用气安全。”
此外，针对不易发现的管道腐蚀隐患，佛燃科技自主开发的智能阴保产品也已经派上了“大用场”。这是一套采用无线数据通讯的在线监测系统，涵盖智能采集设备、自供电电源和管理平台。袁逸军介绍，它可以通过公用网络对测试点进行远程监控，实现对全区域站点和管道腐蚀状况的动态分析，并对各项数据实行智慧化管理，将燃气管道保护的关口从检测修复向预防前移。
不仅如此，该公司还首创了利用管道的杂散电流向采集设备供电。当前，由于电气化铁路、地铁等交通网迅速发展，燃气管道由于复杂的敷设环境，极易受到杂散电流的干扰，而杂散电流往往是破坏阴极保护系统的“罪魁祸首”。“我们的阴极保护智能远传系统如果检测到电流溢出超标，就可以对溢出电流向外引导并收集利用，也就是说可以采用管道内剩余有害的杂散电流供电。这一独特做法不仅利用了管道内的杂散电流还实现了排流，一举双得。”袁逸军说。
城燃行业刮起数智化“流行风”
根据住建部《2023年中国城市建设状况公报》，截至2023 年末，全国城市天然气供气总量已超1800亿立方米，城市天然气管道长度达到103.92万公里，城市管道燃气普及率已达83.46%。
随着城市燃气管网规模和使用年限的不断增加，燃气安全整体隐患呈现出点多面广态势，各地燃气管网事故时有发生，国家和各地有关部门对此高度重视。为此国务院于2022年启动了全国性的城市燃气管道等老化更新改造工程。
分析各地近年来发生的燃气管网事故，中国城市燃气协会副秘书长马长城向记者介绍，在2023年发生的169起已核实事故原因的天然气管网事故分析样本中，仅第三方施工破坏引发的事故占比就高达85%，排在首位；其次为因管道腐蚀泄漏造成的事故，占比约5%；之后依次为地质灾害、车辆撞击、铸铁管断裂等导致的燃气泄露，从而引发事故。
袁逸军介绍，我国城市建筑和人口分布特点决定了城市燃气管道结构复杂、占多面广线长、运行环境复杂。人工巡检不仅存在信息传递不及时、数据不准确的情况，也因人工录入信息工作量大、人力成本高、效率低等，一定程度上影响了城市燃气管道事故的应急处理速度，导致城市管网总体安全管理效能低下。
而近年来随着大数据、物联网、云计算、人工智能等智能化技术在各行各业加速渗透，也为城市燃气行业提升管网能效打开了新思路。
国务院办公厅在2022年印发的《城市燃气管道等老化更新改造实施方案（2022—2025年）》也提出，“同步推进数字化、网络化、智能化建设”，结合更新改造工作，完善燃气监管系统，实现城市燃气管道和设施动态监管、互联互通、数据共享。
如今，在政策的加持下，城市燃气行业已然刮起了一股“数智化”的流行风。以佛燃能源为代表，近年来，城市燃气企业纷纷探索通过利用视频监控、智能化仪器仪表监测、智能远传设备等方式加强管道安全管理，并取得初步成效。智慧管网、数字孪生、管网仿真、完整性管理等各种先进理念应运而生。
做好风险管理是根本
“智慧燃气也好、完整性管理也好，利用前沿科学技术本质上是要让管道一直处于受控状态，它的理论基础就是风险管理，要让管道的风险辨识、风险分析、风险控制以及风险监控形成一个闭环。”马长城强调。
以完整性管理为例，就是要让管道在全生命周期内，包括规划、设计、制造、施工、投产、运行、改造和废弃等每一个阶段都是可控的，涵盖数据采集与整合、重点区域识别、风险评估、检测监测与评价、风险控制、效能评价等六个环节。它的第一要务就是要确保安全；其次是提高管网的运行效率。
袁逸军指出，目前我国燃气管道完整性管理还处于持续发展和完善阶段。行业普遍立足运行层面，采用大数据、人工智能等先进理念技术开展实践和探索。
“城燃管网的复杂性要求，做好完整性管理的第一要务就是要摸清管网结构的基础数据，当前看来还有不少工作要做。”马长城说，这也正是智慧燃气、大数据管理要做的事。
即运用人工画像、数字孪生、仿真等先进理念与技术，将地下管网“搬到”地面上来，实时全面掌握管道的流量、压力，以及位移等动态运行信息，将风险隐患从事后处理前移到事前预防上来。“也只有这样才能实现燃气管道的本质安全。”马长城强调。
国家有关政策文件已经在顶层设计层面提出相关要求。住建部、国家发改委在2023年印发的《关于扎实推进城市燃气管道等老化更新改造工作的通知》中就提出，“同步推进城市生命线安全工程建设”，结合更新改造工作，全面摸清城市燃气等管道设施基础信息数据，同步在管道重要节点配套安装物联智能感知设备，完善智能感知数据信息的收集、分析、应用机制，实时更新城市管道设施信息底图，提升风险监测、预警和防范能力。
“核心还在于提升对管网的安全管控水平。”在马长城看来，运用高科技手段也只是其中一环。“比如，第三方破坏往往突发性比较强，城市轨道交通所产生的杂散电流也是瞬时性较强，因此还离不开各相关方的共同参与、综合治理。”
文丨本报记者 仝晓波
