石油和天然氣被稱為“工業(yè)的糧食”，而油氣管道則是能源輸送的“大動脈”，為推動經(jīng)濟發(fā)展提供能源供給。但由于油氣管道線路長、站點多、外部環(huán)境復(fù)雜，如何及時發(fā)現(xiàn)施工破壞、地質(zhì)災(zāi)害、打孔盜油等問題，一直是油氣管道安全運營的一大難題。

為了更加從容地應(yīng)對“威脅多、防范難”等諸多挑戰(zhàn)，國家管網(wǎng)集團早在2019年就提出“數(shù)字化讓國家管網(wǎng)與眾不同”的目標(biāo)，并積極推動智能調(diào)度體系建設(shè)，搭建安全可信、開放生態(tài)、高效運營的智慧管網(wǎng)數(shù)字平臺，加快構(gòu)建油氣輸送全業(yè)務(wù)、全過程的數(shù)字虛擬空間。

在此過程中，中控創(chuàng)新（北京）能源技術(shù)有限公司作為一家聚焦油氣管道自動化、智能化等的系統(tǒng)開發(fā)和集成服務(wù)商，通過與華為聯(lián)合創(chuàng)新，共同打造的新型光纖預(yù)警系統(tǒng)，已經(jīng)幫助國家管網(wǎng)集團多條油氣管道實現(xiàn)了智能化巡檢，以保障全天候、高精度監(jiān)測。

正如中控創(chuàng)新（北京）能源技術(shù)有限公司副總經(jīng)理楊闖所說，“通過與華為的合作，我們將光纖傳感這一先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品，深入應(yīng)用到油氣管道的安全運營中，此舉顯著提升了油氣管道巡檢效率，并為智慧管道的加速建設(shè)奠定基礎(chǔ)。”

與華為強強聯(lián)合，打造光纖監(jiān)測預(yù)警解決方案

作為中控技術(shù)的控股子公司，成立于2019年的中控創(chuàng)新，在創(chuàng)立之初就致力于服務(wù)油氣管道行業(yè)的自動化、信息化和智能化。依托中控技術(shù)卓越的產(chǎn)品體系和研發(fā)能力，中控創(chuàng)新在油氣開采、油氣管輸信息、通信以及自動化專業(yè)等方面，具有強大的產(chǎn)品開發(fā)、工程建設(shè)和系統(tǒng)運維服務(wù)能力。

針對業(yè)界光纖預(yù)警系統(tǒng)普遍存在誤報率高，導(dǎo)致現(xiàn)場預(yù)警系統(tǒng)頻繁誤報，影響巡線人員使用等問題，中控創(chuàng)新決定與華為合作，采用創(chuàng)新的光纖傳感技術(shù)，并與人工智能技術(shù)相結(jié)合，對長距離線性布局的管道區(qū)域?qū)嵭兄悄芑O(jiān)測。

中控創(chuàng)新楊闖認(rèn)為，與其他傳感技術(shù)相比，“光纖傳感技術(shù)+AI”有以下四大優(yōu)勢：第一，精度高，支持“零漏報”和更低誤報；第二，距離長，可覆蓋數(shù)十乃至上百公里；第三，反應(yīng)快，光速信號回傳；第四，易維護(hù)，光纖使用壽命長，無源器件不易損壞。

而中控創(chuàng)新之所以選擇與華為合作，楊闖表示，一方面，華為在光技術(shù)領(lǐng)域有深厚積累，將光纖傳感技術(shù)應(yīng)用到油氣行業(yè)，測試結(jié)果也處于領(lǐng)先水平；另一方面，華為近年來持續(xù)加大在油氣行業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型上的投入，對油氣行業(yè)的業(yè)務(wù)場景有著深入研究，熟悉客戶業(yè)務(wù)需求。

得益于中控創(chuàng)新與華為的強強聯(lián)合，雙方共同打造的油氣管道巡線光纖監(jiān)測預(yù)警解決方案，在油氣管線發(fā)生外來入侵時，通過沿管線部署的伴行光纖可以感知振動，不同的振動波紋通過光纖傳感設(shè)備來快速分析振動波紋信息，識別事件類型并及時上報告警，從而實現(xiàn)管道監(jiān)測預(yù)警智能化。

推進(jìn)應(yīng)用落地，以光纖監(jiān)測預(yù)警賦能安全運營

與傳統(tǒng)光纖預(yù)警系統(tǒng)相比，中控創(chuàng)新與華為聯(lián)合打造的油氣管道巡線光纖監(jiān)測預(yù)警解決方案可針對管道運行隱患風(fēng)險控制問題及管道地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)控薄弱環(huán)節(jié)，建立管道監(jiān)測管理系統(tǒng)；并可接上層業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，形成事前-事中-事后完整的風(fēng)險事件管理閉環(huán)，實現(xiàn)管道的安全管控。

具體來說，光纖監(jiān)測預(yù)警解決方案主要包含“端-邊-云”三層架構(gòu)：第一層架構(gòu)部署于各管線站場及閥室，用于光纖傳感原始振動數(shù)據(jù)采集；第二層架構(gòu)部署于國家管網(wǎng)各地的分公司，基于瀑布圖核心算法、告警壓縮等模型，用于告警數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚與處理；第三層架構(gòu)部署于國家管網(wǎng)集團，依托IMS系統(tǒng)，實現(xiàn)告警業(yè)務(wù)的閉環(huán)管理，并與視頻檢測、無人機進(jìn)行聯(lián)動，通過三層架構(gòu)協(xié)同樹立更為堅實的油氣管道風(fēng)險防御體系。

其中，該解決方案采用華為OptiXsense EF3000-A50和感知算法引擎SAE，可快速分析振動波紋信息并識別事件類型，實現(xiàn)整條管線的在線實時監(jiān)測和安全預(yù)警；采用增強型oDSP，提高微弱信號識別能力，將有效信號采集率提升至99.9%；采用振動波紋分析引擎，多維度分析還原施工事件，將事件識別準(zhǔn)確率提升至95%；采用在線學(xué)習(xí)算法，可將新場景的學(xué)習(xí)效率提升百倍。

目前，國家管網(wǎng)北京管道公司已經(jīng)率先在密云-馬坊-香河天然氣管道，進(jìn)行了光纖預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)試點應(yīng)用。國家管網(wǎng)北京管道公司通過開展多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的第三方威脅事件預(yù)警識別，并結(jié)合管道周邊環(huán)境、事件邏輯關(guān)系，大大提高了威脅事件預(yù)警的準(zhǔn)確率；并在資產(chǎn)完整性系統(tǒng)進(jìn)行告警壓縮，屏蔽無效告警，解決復(fù)核工作量大的問題。系統(tǒng)上線后多次通過預(yù)警信息及時傳遞到作業(yè)區(qū)預(yù)警軟件上，作業(yè)區(qū)人員通過現(xiàn)場核實及時制止管道周邊清淤，種植深根植物等有可能破壞管道的施工行為。

此外，國家管網(wǎng)山東省分公司通過開展光纖預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，已經(jīng)在預(yù)警管道風(fēng)險，保障管道本質(zhì)安全上取得了顯著成效。比如，在風(fēng)險告警方面，可排除車輛穿行、農(nóng)耕機械等造成的非威脅事件干擾，區(qū)分機械振動告警和人工振動告警，使得預(yù)警準(zhǔn)確性大幅提升了；在反打孔盜油、第三方施工方面，可精準(zhǔn)識別打孔盜油行為、挖掘機挖掘行為等，減少巡護(hù)人員現(xiàn)場復(fù)核頻次，提升巡線效率與精度。

攜手同行，共同譜寫光纖監(jiān)測預(yù)警應(yīng)用新篇章

在推動光纖監(jiān)測預(yù)警解決方案在國家管網(wǎng)落地過程中，中控創(chuàng)新承擔(dān)著總集和現(xiàn)場交付的角色，主要負(fù)責(zé)全線站點的勘察、線路的標(biāo)定、設(shè)備的安裝、客戶的溝通以及區(qū)域側(cè)平臺應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)等；而華為則負(fù)責(zé)提供光纖傳感相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)的支撐。

對此，楊闖表示：“正是有了華為在產(chǎn)品技術(shù)上的支撐，我們才能夠為客戶提供高品質(zhì)的解決方案，并在實際交付過程中更好地滿足不同業(yè)務(wù)場景的個性化需求。通過與華為的合作，我們不僅加深了對光纖傳感技術(shù)的理解，也從華為認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)中獲益良多。”

如今，國家管網(wǎng)集團正在推動“管網(wǎng)”大模型的建設(shè)和應(yīng)用，以人工智能賦能10萬公里油氣管網(wǎng)建設(shè)運營和資源配置優(yōu)化。面對這一油氣管道數(shù)智化轉(zhuǎn)型的新趨勢，中控創(chuàng)新也將繼續(xù)和華為一道，借助光纖傳感、AI、大數(shù)據(jù)等新ICT技術(shù)，推動光纖監(jiān)測預(yù)警解決方案的持續(xù)完善，以及在國家管網(wǎng)集團的廣泛應(yīng)用，為我國油氣管網(wǎng)安全運行提供有力保障。