隐患突出：管网安全问题备受关注
2013年11月22日，凌晨2时40分，山东省青岛经济技术开发区(黄岛区)秦皇岛路和斋堂岛街交汇处的输油管线发生破裂，造成原油泄漏，相关抢修随即马上进行，但令人震惊的是，整整8个小时后，一场骇人的爆炸顷刻间夺走了现场多位抢修人员的生命，并最终造成了整场事故62人遇难，另有100多人在事故中受伤。经多方调查已查明，事故是由于山东青岛中石化东黄输油管道与市政排水暗渠相互腐蚀，管道磨损破裂，泄漏原油最终进入排水暗渠，在形成密闭空间的暗渠内油气积聚遇施工过程中产生的火花进而发生爆炸。
这场事故的发生，再一次牵动全社会对于地下管线的高度关注，特别是随着我国城市发展速度的加快，一条马路一年开挖多次的“拉锁式”管线填挖现象也引发了老百姓的忧虑，人们担心，愈加复杂的管线布局会不会形成潜藏在地下的一颗颗“定时炸弹”，在我们的城市中，对管线的管理是否有着明确的管理模式和措施呢?
“实际上，各地政府的规划部门已经开始重视管线填埋的统一管理和协调。”北京市燃气集团有限责任公司高压管网分公司总经理，同时也作为一直致力于推动燃气生产信息化建设工作的GIO高顺利先生开篇直入谈到了政府部门对地下管网安全布局的重视。“但要做到管网的安全化管理，不仅仅是靠政府的管控，企业要做的事情也很多。”从事企业信息化工作多年，并了解地理信息技术应用价值的高顺利，强调了这一点。
北京市燃气集团有限责任公司高压管网分公司总经理 高顺利
他表示，北京燃气集团一直致力于通过先进的技术手段，特别是借助地理信息技术，实现整体的安全运作。譬如在“11·22”事故中，中石油公司的管线深埋于其他管线之下，早已不符合石油安全生产和运输的基本保证。为从初期就把控好管线的安全投用，北京燃气集团在同业中比较早地利用了遥感影像进行前期的勘探分析。高顺利谈到，通过遥感分析技术一来可协助决策新管线的铺设，二来对于施工前的实地勘测也有很强的指导性。
“总之，地理信息技术可以帮助燃气企业做到之前办不到或办不好的事情，成熟地运用这些技术手段还可以帮助我们在行业内保持领先。”谈及地理信息技术应用的前景，高顺利肯定地说道。而且，不仅仅在前期的规划阶段，地理信息技术的价值在深度被挖掘的基础上，也正在助力燃气企业在生产、管理和服务等方面向着信息化与智能化的方向发展。
高精度定位立竿见影：北斗导航助力管线巡线
高顺利告诉《3S新闻周刊》，如今一些常规化的燃气管线巡检手段，都在与对接地理信息技术发生对接，特别是对于北斗卫星导航定位技术的应用，正逐渐成为北京燃气管线巡检的重要技术支撑。
而早在两三年前，北京燃气集团在推进燃气管网信息化的过程中，管线的高精准定位难题一直制约着巡检的技术水平。由于不能准确定位管线，巡检人员就很难上报问题管线的具体位置，最终更会影响到管线施工和应急抢险的效率。
“但突然间身处于燃气领域的我们发现，像北斗这样的国产卫星导航系统可以离我们的行业这样近，燃气管线结合了北斗等卫星导航系统后，能够帮助我们实现管线的高精度定位，并推动管线信息化管理的发展进程。”高顺利说。
于是，北京燃气集团在中国卫星导航定位协会的指导下，与地理信息企业开展合作，由燃气生产部门承担相关的建设项目，在北京市范围内布设了6座北斗地基增强基准站作为推进燃气领域应用北斗定位的试点和示范工程，这6座基准站的布设，实现了北京五环路范围内5厘米的高精度定位。高顺利认为，这对于燃气行业的日常管理已带来非常大的提升。接下来，北京燃气还会继续将基准站的数量拓展至20座以上，高精度的定位增强信号也将遍布全北京市。
北斗地基增强基准站的架设，首先使管线巡检工作在技术能力和精准度方面得到加强。据高顺利介绍，目前北京燃气的气体泄漏检测模式主要包含5种，包括日常巡检、五米线检测、手推式泄露检测仪检测、管网大范围激光检测普查以及管网评估。这五项巡检手段目前都与卫星导航系统有深度的结合。
在日常巡检环节中，每一位北京燃气的巡检人员都会手持一台加装了定位模块的7寸大小的平板电脑，并沿着负责的管线线路进行常规化的巡视，巡视包括关注周边的草木是否出现了枯萎、湖泊是否冒泡，地表是否塌陷等。高顺利表示，在北斗基准站建设以前，相关的燃气巡检管理部门会通过巡检员手中的平板电脑的低精度定位，查看他们的所在大概位置和行进轨迹，做好相关的监督工作，但对管线的精准定位，平板电脑则不能发挥效用;随着北斗导航系统的加入，基于“北斗+GPS”的混合定位方式，则可让巡检人员可通过移动设备实现高精度的定位，准确记录问题管线的地理位置，并上报到系统中以快速应对和处理。
检测燃气管线是否在地下已发生泄漏或泄漏的程度，就需要使用五米线检测的方法。五米线检测法是对地下管线半径5米范围内进行泄漏燃气的检测。高顺利提到，目前这种检测手段对于高精度定位也有很强的需求，相关检测设备也正在和北斗系统对接，在5cm左右的高精度定位技术下，泄漏处能够通过在管线底图上的定位很快被锁定，与此同时，相关的气体扩散分析部门也能够基于事故点的准确地理位置做好分析工作，进而让上级指挥调度部门掌握泄漏情况，做好下一步指导。
手推式泄露检测仪检测和管网大范围激光检测是目前两大前沿的检测手段。北京燃气集团目前共拥有100台手推式泄漏检测仪和6台激光扫描车。高顺利表示，两种设备被应用到定期的巡检任务中，其事故检测率已经达到80%-90%，这样的技术水平可以保证避免重大燃气事故的发生。现在最新的进展是，北京燃气巡检部门也尝试性地对手推式泄露检测仪和激光扫描车加装兼容北斗信号的装置。“从试点的检测数据分析成果来看，检测技术和北斗定位技术的结合，使得我们的检测精度有了更大的改善，甚至包括我们的检车车距离管道的安全有效距离都可以获知。”对于技术上的融合，高顺利十分认可，同时他也提到，在今年内兼容北斗信号的装置会在他们的检测装备中有更广泛地普及和应用。
管网评估工作要求巡检部门在一定的周期内对燃气管线外包的防腐层破损情况进行检测，检测的方法主要是通过气体泄漏的检测设备在地表进行感知，这其中包括对市域内其他管线设施端口如水井通风口，以及通讯及电力的管沟等都需要进行泄漏检测，也包括路面打孔的施工手段来探测路面本身是否存在着燃气泄漏的现象。地面打孔具体而言是对疑似问题管线长度区域中每个几米打一个孔，再利用检测设备对孔隙进行检测，遇到泄漏再破土动工，但在整体的施工过程中，经常存在的打位不准的问题，而综合北斗高精度定位技术后，在施工的前后，完全可以依靠精准定位进行作业，打孔完毕后的孔坐标也可上传到系统中便于处理中心的管理、统计和分析，这样既提升了效率，也节约了施工成本和不必要的路面破坏。
高顺利强调，北京燃气管线的管理今后也将充分利用起卫星导航定位系统，综合高精度定位，实现实时、动态的管网的数据获取，并将燃气管网档案数据进行集成，形成相关数据的分析能力，并基于后台燃气信息化管理的GIS平台，为燃气管线的规划、建设、运营以及安全评估等阶段带来帮助。
GIS“一张图”：打点燃气管网信息化管理的全部
高顺利向《3S新闻周刊》表示，GIS在燃气管网管理中扮演的角色就是实现集团下企业运营的“一张图”管理，特别是燃气专业系统接入到GIS以后，让GIS从静态化数据浏览，向动态化应用转变。例如前面所介绍到的基于北斗卫星导航系统的管线巡检中产生的动态位置数据，都将集成在GIS中直观显现;还有像SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，译为“数据采集与监视控制”)系统以及CRM(Customer Relationship Management，译为“客户关系管理”)系统与GIS的对接，也是燃气系统和地理信息系统走向融合的体现。
首先，燃气SCADA系统主要包含门站、工业用户、加气站、城市管网末端、调压站等30多种类型的监控节点，它们提供了整个燃气管网的物联网感知数据。在结合GIS之前，这些监控节点的信息都会被传输至燃气管理部门的信息中心，用于管理人员的指挥调度和分析，燃气SCADA系统的操作人员还可以在需要的时候对管线及管线各个端口进行必要的操控，促进燃气管线系统的有效运行。
“当燃气SCADA系统中的数据整合到GIS当中时，许多数据譬如气量、阀门的开关状态都能够直观地显示在GIS的图中，并在图上动态地显示出来。”高顺利指出，“这会使信息的展现更加优化，并能通过GIS中的一些工具拓展数据处理和应用的功能，以及支持一些智能化的专业分析，为决策提供各种参考。”
而CRM系统和GIS的挂接则对事故预警方面有很大的帮助。据高顺利介绍，当家庭燃气用户拨通96777电话向维修部门报告问题的时候，会自动触发后台的GIS，GIS目前能够实现根据用户上报的规范化问题，自动启动相应的检测，并判断是用户事故还是管网事故，这些GIS都能向维修管理部门提供直观的问题反馈，方便抢修队快速反应并安排抢修工作，快速帮助用户恢复通气。
“我们努力实现快速地抢修很重要的一个原因在于，从出现问题后停气到修好后恢复燃气，如果间隔时间较少可以有效避免空气的掺入，这样能够减少抢修过程中的危险性。”高顺利强调。
除了专业系统的对接，从基础的管线图层到一些专业图层和业务图层也将被整合到GIS当中，方便管理者随时调用，专业的图层包括企业采购来的北京市行政地理区划和户籍图等专业地图数据信息，业务图层则涵盖了面向大众用户和企业用户的业务信息。如今，公司正在通过定期采购高精度的遥感影像，完成与其他图层的叠加工作，这样，管理人员可以通过各种底图的切换全方位地了解管网附近的实际自然环境，并做出基础性的管网设计工作，进一步提高实现管网的可视化操作水平。
有趣的是，像三维实景(即互联网领域中常提到的街景地图)地图也得到了北京燃气集团的高度重视，作为在GIS中一项颇具应用前景的地图浏览方式，高顺利对燃气行业在三维实景方面的应用予以了解读。他提到，燃气领域在给巡检人员提供二维的管线地图时，也非常需要提供给他们更加直观的实景展示，特别是一部分管线并不仅仅是埋在街道下面，有的可能在农田中或其他很难发现的地方。因此，三维实景资源一部分可由专业的地理信息公司提供现成的路网上的数据，但像在人们很少行走的地方，则需要单独与相关的采集企业合作，把三维实景采下来。
在高顺利看来，GIS扮演的角色更像是一个信息互联互通的大平台，无论是在燃气生产领域，还是对于日常的监控，和事故应急处理，GIS应用无所不在。而GIS在其中一项比较重要的价值，也将逐步体现在作为一种有效的分析工具所带来的仿真预测和模拟的应用前景上。北京燃气集团基于运营过程中所积累的大量数据，都可以在GIS上得到有效使用。“我们参照国际化的燃气管理标准，在GIS的支持下生成自动化的预案和智能研判结果，为管理者们提供辅助支撑，这将是GIS面向我们管理和服务的一个重要趋势。”高顺利表示。
技术产业化：“智慧燃气”的关键一步
在智慧城市理念的延伸下，北京燃气集团如今也提出了智慧燃气和智慧管网的建设，并结合其他新能源技术，实现城市能源的合理调配。但要想切切实实地做出成效，不仅仅是一个集团一家企业所能做到的，这一过程更少不了燃气企业圈、地下管网企业圈、和整个能源企业圈的共同努力。在这之中，企业的新产业化之路也成为其中的关键一步。
随着地理信息技术与燃气信息化管理的深入结合，一些成熟和智能化的运营管理模式逐步在北京燃气集团下的各个子公司中得以应用和实施，并最终形成了北京燃气集团在管理方面的独有特色，这样的领先性也吸引着越来越多的国内燃气同行、其他类型管线的管网公司，以及新能源企业纷纷前来“取经”。高顺利认为，这样的交流有助于推动企业间的跨界合作和技术交流，但从现状，国内的管网运营，仍然普遍存在着封闭经营和重复建设的问题。
例如有些地方燃气企业在生产、管理和运营方面采用的仍是自家长年运营过程中所积累的技术和经验，同时，它们为了保证发展利益，在管理和技术方面的交流相对保守，所以这些燃气企业多年的成果难以在同行业中广泛分享、借鉴和改进。
“这其实已经暴露出燃气行业的技术成果产业化意识比较单薄。”高顺利说，“大家可能都在自己投钱做同样的事情，但一些好的经验和成果却不能创造直接的‘产能’。”
这意味着，运营管理技术成果的产业化将会有效推动企业产生额外的收益，与此同时，企业间在技术上也会互通有无，并给企业生产效率、管网安全监管等方面带来益处。在这方面，北京燃气集团已有长期的实践。
在相关北京市政策的指导下，北京燃气集团早在多年以前就已改变自身的盈利模式，不再向大众用户收取燃气开通的初装费，只从企业客户、气源投资和入股外省燃气企业、技术进步等方面获得收益，这样的盈利转型虽然让集团旗下的企业少了一大块收入，但也加速了企业探索新盈利模式的步伐，而像企业运营管理经验和技术的产品化则逐渐成为集团首先考虑的一个方向，即把融合地理信息等技术在内的一些管理模式，整合形成一些前沿的解决方案，并推向市场。截至目前，北京燃气集团旗下的气源公司和入股的地方燃气公司，都在逐步接入到公司总部的“一张图”GIS系统中，并引进新的设备和技术，向燃气企业的智慧联网更进一步。（文丨本刊编辑 陈启临）
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