王小平

西氣東輸管道公司

隨著技術(shù)不斷成熟及管理制度不斷完善，無(wú)人機(jī)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用條件日趨成熟，行業(yè)內(nèi)對(duì)油氣管道領(lǐng)域應(yīng)用無(wú)人機(jī)的呼聲也越來(lái)越高。為了提高工作效率，強(qiáng)化技防措施，西氣東輸管道公司于2015年配備了少量大疆精靈4無(wú)人機(jī)，探索開(kāi)展無(wú)人機(jī)應(yīng)用，取得了一些經(jīng)驗(yàn)。2016年，公司又與十余家無(wú)人機(jī)制造服務(wù)單位進(jìn)行了技術(shù)交流，以推動(dòng)管道行業(yè)無(wú)人機(jī)應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。

1 無(wú)人機(jī)應(yīng)用的幾個(gè)重要問(wèn)題

1.1 安全性問(wèn)題

首先，無(wú)人機(jī)本身必須安全可靠。不能因天氣（大風(fēng)、強(qiáng)降雨除外）、機(jī)械故障、飛行操控等原因致飛行可靠性降低，甚至出現(xiàn)墜機(jī)事件。其次，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用必須確保現(xiàn)有油氣管道線(xiàn)路安全水平。再次，無(wú)人機(jī)飛行航線(xiàn)下方是大量林地土地、公路交通網(wǎng)絡(luò)、人口活動(dòng)區(qū)域等，突發(fā)事件下必須保障第三方人員及財(cái)產(chǎn)安全。

1.2 合規(guī)性問(wèn)題

2017年1月，杭州蕭山機(jī)場(chǎng)航道附近發(fā)生無(wú)人機(jī)近距離拍攝民航飛機(jī)事件，引發(fā)社會(huì)各界對(duì)無(wú)人機(jī)飛行合規(guī)性的廣泛討論。2月份，有報(bào)道稱(chēng)四川綿陽(yáng)疑似無(wú)人機(jī)闖入民航飛機(jī)航道空域，造成多架飛機(jī)備降其他機(jī)場(chǎng)。因此，合規(guī)是無(wú)人機(jī)使用的最基本要求，必須滿(mǎn)足民航空管及其他相關(guān)部門(mén)的規(guī)定，在規(guī)定的時(shí)間和空域內(nèi)飛行；無(wú)人機(jī)駕駛員必須按照《民用無(wú)人機(jī)駕駛員管理規(guī)定》參加培訓(xùn)取證，持證上崗。

1.3 適用性問(wèn)題

不同于當(dāng)前較為成熟的無(wú)人機(jī)電力巡線(xiàn)，油氣管道日常巡線(xiàn)需要無(wú)人機(jī)發(fā)現(xiàn)并預(yù)警影響或可能影響管道安全的施工行為，如機(jī)械施工、定向鉆施工等；發(fā)現(xiàn)管道周邊地形地貌變化，如出現(xiàn)坑洞、沿線(xiàn)坡體移動(dòng)等。應(yīng)急搶險(xiǎn)方面，需要無(wú)人機(jī)獲取搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)的空中俯視全貌以及事故發(fā)生前后的對(duì)比圖片，為搶險(xiǎn)決策提供支持。

2 無(wú)人機(jī)實(shí)際應(yīng)用探索

2.1 管線(xiàn)巡護(hù)

（1）平泰線(xiàn)開(kāi)封站至蘭考南彰段巡線(xiàn)試驗(yàn)

平泰線(xiàn)開(kāi)封站至蘭考南彰段管道全長(zhǎng)100 km，全程采用GPS定點(diǎn)自主飛行。試驗(yàn)選用固定翼燃油驅(qū)動(dòng)無(wú)人機(jī)，彈射式起飛、傘降，正常巡航速度為100 km/h，最大航程300 km。試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)約3 h，時(shí)間分配為：前30 min為彈射器安裝，無(wú)人機(jī)起飛前檢查；后30 min為無(wú)人機(jī)降落、圖像下載、軟件處理識(shí)別及結(jié)果推送；中間2 h為無(wú)人機(jī)往返時(shí)間。試驗(yàn)中共發(fā)現(xiàn)17處疑似對(duì)管道有影響的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，表明無(wú)人機(jī)能夠發(fā)現(xiàn)影響管道安全的風(fēng)險(xiǎn)因素，但對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別不完全，且存在水工保護(hù)被識(shí)別成違章占?jí)旱葐?wèn)題。巡檢結(jié)果反饋時(shí)效尚需提高（見(jiàn)圖 1）。

圖1 開(kāi)封站至蘭考南彰段巡線(xiàn)試驗(yàn)

（2）西二線(xiàn)南昌上海支干線(xiàn)鷹潭至上饒段巡線(xiàn)試驗(yàn)

南昌上海支干線(xiàn)鷹潭至上饒段管道全長(zhǎng)70 km，全程GPS定點(diǎn)自主飛行。試驗(yàn)選用固定翼電力驅(qū)動(dòng)無(wú)人機(jī)，垂直起降，正常航速約80 km/h，最大航程70 km。根據(jù)公司提出的技術(shù)需求，無(wú)人機(jī)服務(wù)公司研究開(kāi)發(fā)了自動(dòng)識(shí)別與預(yù)警軟件。試驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)人機(jī)在400 m高空能夠發(fā)現(xiàn)管道沿線(xiàn)警示牌及其左右100 m范圍內(nèi)挖掘機(jī)等影響管道安全的風(fēng)險(xiǎn)因素，但地面人員處置配合項(xiàng)目未進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試（見(jiàn)圖 2）。

圖2 鷹潭至上饒段巡線(xiàn)試驗(yàn)

（3）其他應(yīng)用試驗(yàn)

2015年，西氣東輸管道公司采購(gòu)少量大疆精靈4無(wú)人機(jī)，開(kāi)始在南方地區(qū)開(kāi)展無(wú)人機(jī)巡線(xiàn)探索工作。包括：對(duì)山區(qū)、河流等巡查難度較大管段采用無(wú)人機(jī)巡線(xiàn)，以提高巡線(xiàn)效率；在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別過(guò)程中，應(yīng)用無(wú)人機(jī)航拍地形、收集圖像信息，可幫助分析風(fēng)險(xiǎn)大小；對(duì)管道沿線(xiàn)高后果區(qū)進(jìn)行航拍、收集圖像信息，比較其變化情況，為高后果區(qū)識(shí)別及管理提供依據(jù)。截至目前，已成功收集管道廣角影像資料近2 500張，成功預(yù)判有效信息112條，為管道保護(hù)提供了有力支持。

2.2 應(yīng)急搶險(xiǎn)

（1）湖北鄂州車(chē)灣河河水溢壩

2013年，西氣東輸管道公司與廊坊管道學(xué)院開(kāi)展無(wú)人機(jī)項(xiàng)目合作，對(duì)西一線(xiàn)干線(xiàn)蘇浙滬段296 km管道進(jìn)行無(wú)人機(jī)航拍，形成了管道線(xiàn)路正射影像資料，獲取了管道周邊環(huán)境數(shù)據(jù)信息，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了應(yīng)急支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)在處置2016年湖北鄂州車(chē)灣河河水溢壩等險(xiǎn)情中，幫助應(yīng)急搶險(xiǎn)指揮部第一時(shí)間了解現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、判斷險(xiǎn)情，發(fā)揮了重要作用。為管道應(yīng)急搶險(xiǎn)工作提供了技術(shù)支持。未來(lái)，正射影像系統(tǒng)將有可能向?qū)崿F(xiàn)坐標(biāo)查詢(xún)、山體地物體積和坡度/坡向等計(jì)算向更加豐富的實(shí)景3D模型轉(zhuǎn)化，更加有利于管道線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)工作。

（2）深圳光明新區(qū)12•20滑坡

2015年，深圳光明新區(qū)12•20滑坡?lián)岆U(xiǎn)期間，公司采用無(wú)人機(jī)收集現(xiàn)場(chǎng)圖像信息，為現(xiàn)場(chǎng)情況分析及確定搶險(xiǎn)路徑等提供了幫助。

（3）江西豐城電廠垮塌事故

2016年，受江西省安監(jiān)局應(yīng)急救援指揮中心征調(diào)，公司南昌管理處派員應(yīng)用無(wú)人機(jī)對(duì)發(fā)生垮塌事故的江西豐城電廠冷卻塔展開(kāi)空中航拍，第一時(shí)間將拍攝圖像用手機(jī)快速剪輯后發(fā)送至指揮中心和正在趕赴現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)手機(jī)上，為搶險(xiǎn)決策提供了最及時(shí)的幫助。后續(xù)事故調(diào)查中，協(xié)助事故調(diào)查組完成了塔頂施工細(xì)節(jié)和塔體結(jié)構(gòu)外觀的航拍調(diào)查取證任務(wù)（見(jiàn)圖 3）。

圖3 江西豐城電廠事故現(xiàn)場(chǎng)航拍圖

3 結(jié)論及展望

通過(guò)試驗(yàn)和初步應(yīng)用，在陡峭的山區(qū)等人員難以到達(dá)地區(qū)，無(wú)人機(jī)巡線(xiàn)優(yōu)勢(shì)明顯；在管道事故搶險(xiǎn)，特別是地質(zhì)災(zāi)害、防汛搶險(xiǎn)中，利用無(wú)人機(jī)航拍及時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)信息，可為搶險(xiǎn)決策提供有力支持。但無(wú)人機(jī)日常巡線(xiàn)的相關(guān)技術(shù)尚需繼續(xù)開(kāi)發(fā)和整合，自動(dòng)識(shí)別、實(shí)時(shí)報(bào)警等功能需要進(jìn)一步完善。目前，無(wú)人機(jī)技術(shù)在油氣管道領(lǐng)域的應(yīng)用剛剛起步，隨著其技術(shù)不斷成熟和應(yīng)用管理日趨完善，相信未來(lái)會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景。

作者：西氣東輸管道公司副總經(jīng)理。

《管道保護(hù)》2017年第3期（總第34期）