據統計,我國50%以上的油氣管道故障來自第三方入侵,包括機械施工意外、人工挖掘打孔盜油等。目前,依賴人工巡線來發現管道沿線施工事件,提前消除事故隱患。而隨著維護管道規模逐年增加,巡線預算壓力不斷增加,繼續擴大巡線員工組織已難以為繼。引入智慧巡線新技術,提高巡線科技含量,提升巡線效率是油氣管道保障與維護的必然選擇。
光波在光纖中傳播的特征參量(如強度、頻率、相位、偏正態等)會因外界因素的作用而間接或直接地發生變化,光纖傳感技術通過光纜感知并還原光纜周邊的溫度、振動、形變、力場等信息。光纖傳感應用于油氣領域已有十多年的歷史,主要應用方向之一是光纖振動監控系統利用隨管道鋪設的通信光纜收集沿線振動信號,及時發現挖掘機、鉆探機等威脅管道安全的第三方施工行為并告警,以減少管道外破風險,提升巡線效率。相對攝像頭、無人機等其它自動巡線技術措施,光纖振動監控系統具有全程全時、長壽命易維護的優勢。但是,光纖振動預警產品面臨誤報/漏報較多的技術難題,目前業界產品告警準確率普遍低于85%,實用性不足,難以正式進入生產系統達到提升管道安全、提升巡線效率的應用目標。
為了根本性大幅提升光纖振動預警產品報警準確率,華為與國家管網華南分公司(原中石化華南銷售公司)組建了聯合開發團隊,選擇人口密集,地形復雜,涉及平原、丘陵、農田、公路、鐵路等多種地形的深圳坪山段成品油管道,從2020年年初起持續進行了“光纖振動監控系統準確率提升”的聯合創新攻關項目。
華為基于強大的激光收發與信號處理技術、邊緣計算能力,把數字孿生體平臺和輔助智能決策平臺下沉至基層閥室,將大數據+AI(人工智能)算法用于管道沿線振動信號的分析與判別,以準確識別挖掘機、鉆探機等入侵模式。華南公司提供成品油管道的現場聲紋大數據與巡線實踐模型,基于廣泛收集管道沿線振動背景數據,雙方聯合創新,基于位于閥室的本地計算能力,不斷升級AI算法濾除遠距離工地、公路、地鐵等干擾噪音,準確識別挖掘機、鉆探機、頂管機、定向鉆、人工挖掘等外破威脅振動信號。
目前,“光纖振動監控系統準確率提升”創新項目取得階段性突破:2020年10月,國家管網華南分公司(原中石化華南銷售公司)與華為合作的“光纖振動監控系統準確率提升科技項目”現場測試中,基于新一代AI算法的光纖振動監控系統在深圳坪山人口密集、背景噪音復雜的城鎮丘陵管道運營環境實現6噸挖掘機施工事件告警準確率達到97%,平均定位精度小于6米。
華為與管網華南分公司將持續合作,迭代升級改進新一代光纖振動監控系統,把”95%以上的精確識別能力“從挖掘機擴展到頂管機、定向鉆、鉆探機、人工挖掘等更多管道威脅場景。
華為將持續推進智慧巡線,持續構建光纖振動監控系統、高后果區智能機器視覺等自動巡線子系統的邊緣計算能力,支持本地AI能力全程全時監控管道安全,顯著降低管道外破風險隱患,減少人工巡檢頻次,大幅降低人工巡檢勞動強度,在打造平安管道、綠色管道的方向上不斷創新。
華為作為數字化轉型的使能者,致力于把數字世界帶入每個人、每個家庭、每個組織,構建萬物互聯的智能世界。