常言道
2025-03-19
石油和天然气被称为“工业的粮食”，而油气管道则是能源输送的“大动脉”，为推动经济发展提供能源供给。但由于油气管道线路长、站点多、外部环境复杂，如何及时发现施工破坏、地质灾害、打孔盗油等问题，一直是油气管道安全运营的一大难题。
为了更加从容地应对“威胁多、防范难”等诸多挑战，国家管网集团早在2019年就提出“数字化让国家管网与众不同”的目标，并积极推动智能调度体系建设，搭建安全可信、开放生态、高效运营的智慧管网数字平台，加快构建油气输送全业务、全过程的数字虚拟空间。
在此过程中，中控创新（北京）能源技术有限公司作为一家聚焦油气管道自动化、智能化等的系统开发和集成服务商，通过与华为联合创新，共同打造的新型光纤预警系统，已经帮助国家管网集团多条油气管道实现了智能化巡检，以保障全天候、高精度监测。
正如中控创新（北京）能源技术有限公司副总经理杨闯所说，“通过与华为的合作，我们将光纤传感这一先进技术和产品，深入应用到油气管道的安全运营中，此举显著提升了油气管道巡检效率，并为智慧管道的加速建设奠定基础。”
与华为强强联合，打造光纤监测预警解决方案
作为中控技术的控股子公司，成立于2019年的中控创新，在创立之初就致力于服务油气管道行业的自动化、信息化和智能化。依托中控技术卓越的产品体系和研发能力，中控创新在油气开采、油气管输信息、通信以及自动化专业等方面，具有强大的产品开发、工程建设和系统运维服务能力。
针对业界光纤预警系统普遍存在误报率高，导致现场预警系统频繁误报，影响巡线人员使用等问题，中控创新决定与华为合作，采用创新的光纤传感技术，并与人工智能技术相结合，对长距离线性布局的管道区域实行智能化监测。
中控创新杨闯认为，与其他传感技术相比，“光纤传感技术+AI”有以下四大优势：第一，精度高，支持“零漏报”和更低误报；第二，距离长，可覆盖数十乃至上百公里；第三，反应快，光速信号回传；第四，易维护，光纤使用寿命长，无源器件不易损坏。
而中控创新之所以选择与华为合作，杨闯表示，一方面，华为在光技术领域有深厚积累，将光纤传感技术应用到油气行业，测试结果也处于领先水平；另一方面，华为近年来持续加大在油气行业数智化转型上的投入，对油气行业的业务场景有着深入研究，熟悉客户业务需求。
得益于中控创新与华为的强强联合，双方共同打造的油气管道巡线光纤监测预警解决方案，在油气管线发生外来入侵时，通过沿管线部署的伴行光纤可以感知振动，不同的振动波纹通过光纤传感设备来快速分析振动波纹信息，识别事件类型并及时上报告警，从而实现管道监测预警智能化。
推进应用落地，以光纤监测预警赋能安全运营
与传统光纤预警系统相比，中控创新与华为联合打造的油气管道巡线光纤监测预警解决方案可针对管道运行隐患风险控制问题及管道地质灾害隐患监控薄弱环节，建立管道监测管理系统；并可接上层业务应用系统，形成事前-事中-事后完整的风险事件管理闭环，实现管道的安全管控。
具体来说，光纤监测预警解决方案主要包含“端-边-云”三层架构：第一层架构部署于各管线站场及阀室，用于光纤传感原始振动数据采集；第二层架构部署于国家管网各地的分公司，基于瀑布图核心算法、告警压缩等模型，用于告警数据统一汇聚与处理；第三层架构部署于国家管网集团，依托IMS系统，实现告警业务的闭环管理，并与视频检测、无人机进行联动，通过三层架构协同树立更为坚实的油气管道风险防御体系。
其中，该解决方案采用华为OptiXsense EF3000-A50和感知算法引擎SAE，可快速分析振动波纹信息并识别事件类型，实现整条管线的在线实时监测和安全预警；采用增强型oDSP，提高微弱信号识别能力，将有效信号采集率提升至99.9%；采用振动波纹分析引擎，多维度分析还原施工事件，将事件识别准确率提升至95%；采用在线学习算法，可将新场景的学习效率提升百倍。
目前，国家管网北京管道公司已经率先在密云-马坊-香河天然气管道，进行了光纤预警系统建设试点应用。国家管网北京管道公司通过开展多源异构数据的第三方威胁事件预警识别，并结合管道周边环境、事件逻辑关系，大大提高了威胁事件预警的准确率；并在资产完整性系统进行告警压缩，屏蔽无效告警，解决复核工作量大的问题。系统上线后多次通过预警信息及时传递到作业区预警软件上，作业区人员通过现场核实及时制止管道周边清淤，种植深根植物等有可能破坏管道的施工行为。
此外，国家管网山东省分公司通过开展光纤预警系统建设，已经在预警管道风险，保障管道本质安全上取得了显著成效。比如，在风险告警方面，可排除车辆穿行、农耕机械等造成的非威胁事件干扰，区分机械振动告警和人工振动告警，使得预警准确性大幅提升了；在反打孔盗油、第三方施工方面，可精准识别打孔盗油行为、挖掘机挖掘行为等，减少巡护人员现场复核频次，提升巡线效率与精度。
携手同行，共同谱写光纤监测预警应用新篇章
在推动光纤监测预警解决方案在国家管网落地过程中，中控创新承担着总集和现场交付的角色，主要负责全线站点的勘察、线路的标定、设备的安装、客户的沟通以及区域侧平台应用系统的开发和维护等；而华为则负责提供光纤传感相关产品和技术的支撑。
对此，杨闯表示：“正是有了华为在产品技术上的支撑，我们才能够为客户提供高品质的解决方案，并在实际交付过程中更好地满足不同业务场景的个性化需求。通过与华为的合作，我们不仅加深了对光纤传感技术的理解，也从华为认真负责的工作作风中获益良多。”
如今，国家管网集团正在推动“管网”大模型的建设和应用，以人工智能赋能10万公里油气管网建设运营和资源配置优化。面对这一油气管道数智化转型的新趋势，中控创新也将继续和华为一道，借助光纤传感、AI、大数据等新ICT技术，推动光纤监测预警解决方案的持续完善，以及在国家管网集团的广泛应用，为我国油气管网安全运行提供有力保障。
