隱患突出：管網安全問題備受關注
2013年11月22日，凌晨2時40分，山東省青島經濟技術開發區(黃島區)秦皇島路和齋堂島街交匯處的輸油管線發生破裂，造成原油泄漏，相關搶修隨即馬上進行，但令人震驚的是，整整8個小時后，一場駭人的爆炸頃刻間奪走了現場多位搶修人員的生命，并最終造成了整場事故62人遇難，另有100多人在事故中受傷。經多方調查已查明，事故是由于山東青島中石化東黃輸油管道與市政排水暗渠相互腐蝕，管道磨損破裂，泄漏原油最終進入排水暗渠，在形成密閉空間的暗渠內油氣積聚遇施工過程中產生的火花進而發生爆炸。
這場事故的發生，再一次牽動全社會對于地下管線的高度關注，特別是隨著我國城市發展速度的加快，一條馬路一年開挖多次的“拉鎖式”管線填挖現象也引發了老百姓的憂慮，人們擔心，愈加復雜的管線布局會不會形成潛藏在地下的一顆顆“定時炸彈”，在我們的城市中，對管線的管理是否有著明確的管理模式和措施呢?
“實際上，各地政府的規劃部門已經開始重視管線填埋的統一管理和協調。”北京市燃氣集團有限責任公司高壓管網分公司總經理，同時也作為一直致力于推動燃氣生產信息化建設工作的GIO高順利先生開篇直入談到了政府部門對地下管網安全布局的重視。“但要做到管網的安全化管理，不僅僅是靠政府的管控，企業要做的事情也很多。”從事企業信息化工作多年，并了解地理信息技術應用價值的高順利，強調了這一點。
北京市燃氣集團有限責任公司高壓管網分公司總經理 高順利
他表示，北京燃氣集團一直致力于通過先進的技術手段，特別是借助地理信息技術，實現整體的安全運作。譬如在“11·22”事故中，中石油公司的管線深埋于其他管線之下，早已不符合石油安全生產和運輸的基本保證。為從初期就把控好管線的安全投用，北京燃氣集團在同業中比較早地利用了遙感影像進行前期的勘探分析。高順利談到，通過遙感分析技術一來可協助決策新管線的鋪設，二來對于施工前的實地勘測也有很強的指導性。
“總之，地理信息技術可以幫助燃氣企業做到之前辦不到或辦不好的事情，成熟地運用這些技術手段還可以幫助我們在行業內保持領先。”談及地理信息技術應用的前景，高順利肯定地說道。而且，不僅僅在前期的規劃階段，地理信息技術的價值在深度被挖掘的基礎上，也正在助力燃氣企業在生產、管理和服務等方面向著信息化與智能化的方向發展。
高精度定位立竿見影：北斗導航助力管線巡線
高順利告訴《3S新聞周刊》，如今一些常規化的燃氣管線巡檢手段，都在與對接地理信息技術發生對接，特別是對于北斗衛星導航定位技術的應用，正逐漸成為北京燃氣管線巡檢的重要技術支撐。
而早在兩三年前，北京燃氣集團在推進燃氣管網信息化的過程中，管線的高精準定位難題一直制約著巡檢的技術水平。由于不能準確定位管線，巡檢人員就很難上報問題管線的具體位置，最終更會影響到管線施工和應急搶險的效率。
“但突然間身處于燃氣領域的我們發現，像北斗這樣的國產衛星導航系統可以離我們的行業這樣近，燃氣管線結合了北斗等衛星導航系統后，能夠幫助我們實現管線的高精度定位，并推動管線信息化管理的發展進程。”高順利說。
于是，北京燃氣集團在中國衛星導航定位協會的指導下，與地理信息企業開展合作，由燃氣生產部門承擔相關的建設項目，在北京市范圍內布設了6座北斗地基增強基準站作為推進燃氣領域應用北斗定位的試點和示范工程，這6座基準站的布設，實現了北京五環路范圍內5厘米的高精度定位。高順利認為，這對于燃氣行業的日常管理已帶來非常大的提升。接下來，北京燃氣還會繼續將基準站的數量拓展至20座以上，高精度的定位增強信號也將遍布全北京市。
北斗地基增強基準站的架設，首先使管線巡檢工作在技術能力和精準度方面得到加強。據高順利介紹，目前北京燃氣的氣體泄漏檢測模式主要包含5種，包括日常巡檢、五米線檢測、手推式泄露檢測儀檢測、管網大范圍激光檢測普查以及管網評估。這五項巡檢手段目前都與衛星導航系統有深度的結合。
在日常巡檢環節中，每一位北京燃氣的巡檢人員都會手持一臺加裝了定位模塊的7寸大小的平板電腦，并沿著負責的管線線路進行常規化的巡視，巡視包括關注周邊的草木是否出現了枯萎、湖泊是否冒泡，地表是否塌陷等。高順利表示，在北斗基準站建設以前，相關的燃氣巡檢管理部門會通過巡檢員手中的平板電腦的低精度定位，查看他們的所在大概位置和行進軌跡，做好相關的監督工作，但對管線的精準定位，平板電腦則不能發揮效用;隨著北斗導航系統的加入，基于“北斗+GPS”的混合定位方式，則可讓巡檢人員可通過移動設備實現高精度的定位，準確記錄問題管線的地理位置，并上報到系統中以快速應對和處理。
檢測燃氣管線是否在地下已發生泄漏或泄漏的程度，就需要使用五米線檢測的方法。五米線檢測法是對地下管線半徑5米范圍內進行泄漏燃氣的檢測。高順利提到，目前這種檢測手段對于高精度定位也有很強的需求，相關檢測設備也正在和北斗系統對接，在5cm左右的高精度定位技術下，泄漏處能夠通過在管線底圖上的定位很快被鎖定，與此同時，相關的氣體擴散分析部門也能夠基于事故點的準確地理位置做好分析工作，進而讓上級指揮調度部門掌握泄漏情況，做好下一步指導。
手推式泄露檢測儀檢測和管網大范圍激光檢測是目前兩大前沿的檢測手段。北京燃氣集團目前共擁有100臺手推式泄漏檢測儀和6臺激光掃描車。高順利表示，兩種設備被應用到定期的巡檢任務中，其事故檢測率已經達到80%-90%，這樣的技術水平可以保證避免重大燃氣事故的發生。現在最新的進展是，北京燃氣巡檢部門也嘗試性地對手推式泄露檢測儀和激光掃描車加裝兼容北斗信號的裝置。“從試點的檢測數據分析成果來看，檢測技術和北斗定位技術的結合，使得我們的檢測精度有了更大的改善，甚至包括我們的檢車車距離管道的安全有效距離都可以獲知。”對于技術上的融合，高順利十分認可，同時他也提到，在今年內兼容北斗信號的裝置會在他們的檢測裝備中有更廣泛地普及和應用。
管網評估工作要求巡檢部門在一定的周期內對燃氣管線外包的防腐層破損情況進行檢測，檢測的方法主要是通過氣體泄漏的檢測設備在地表進行感知，這其中包括對市域內其他管線設施端口如水井通風口，以及通訊及電力的管溝等都需要進行泄漏檢測，也包括路面打孔的施工手段來探測路面本身是否存在著燃氣泄漏的現象。地面打孔具體而言是對疑似問題管線長度區域中每個幾米打一個孔，再利用檢測設備對孔隙進行檢測，遇到泄漏再破土動工，但在整體的施工過程中，經常存在的打位不準的問題，而綜合北斗高精度定位技術后，在施工的前后，完全可以依靠精準定位進行作業，打孔完畢后的孔坐標也可上傳到系統中便于處理中心的管理、統計和分析，這樣既提升了效率，也節約了施工成本和不必要的路面破壞。
高順利強調，北京燃氣管線的管理今后也將充分利用起衛星導航定位系統，綜合高精度定位，實現實時、動態的管網的數據獲取，并將燃氣管網檔案數據進行集成，形成相關數據的分析能力，并基于后臺燃氣信息化管理的GIS平臺，為燃氣管線的規劃、建設、運營以及安全評估等階段帶來幫助。
GIS“一張圖”：打點燃氣管網信息化管理的全部
高順利向《3S新聞周刊》表示，GIS在燃氣管網管理中扮演的角色就是實現集團下企業運營的“一張圖”管理，特別是燃氣專業系統接入到GIS以后，讓GIS從靜態化數據瀏覽，向動態化應用轉變。例如前面所介紹到的基于北斗衛星導航系統的管線巡檢中產生的動態位置數據，都將集成在GIS中直觀顯現;還有像SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，譯為“數據采集與監視控制”)系統以及CRM(Customer Relationship Management，譯為“客戶關系管理”)系統與GIS的對接，也是燃氣系統和地理信息系統走向融合的體現。
首先，燃氣SCADA系統主要包含門站、工業用戶、加氣站、城市管網末端、調壓站等30多種類型的監控節點，它們提供了整個燃氣管網的物聯網感知數據。在結合GIS之前，這些監控節點的信息都會被傳輸至燃氣管理部門的信息中心，用于管理人員的指揮調度和分析，燃氣SCADA系統的操作人員還可以在需要的時候對管線及管線各個端口進行必要的操控，促進燃氣管線系統的有效運行。
“當燃氣SCADA系統中的數據整合到GIS當中時，許多數據譬如氣量、閥門的開關狀態都能夠直觀地顯示在GIS的圖中，并在圖上動態地顯示出來。”高順利指出，“這會使信息的展現更加優化，并能通過GIS中的一些工具拓展數據處理和應用的功能，以及支持一些智能化的專業分析，為決策提供各種參考。”
而CRM系統和GIS的掛接則對事故預警方面有很大的幫助。據高順利介紹，當家庭燃氣用戶撥通96777電話向維修部門報告問題的時候，會自動觸發后臺的GIS，GIS目前能夠實現根據用戶上報的規范化問題，自動啟動相應的檢測，并判斷是用戶事故還是管網事故，這些GIS都能向維修管理部門提供直觀的問題反饋，方便搶修隊快速反應并安排搶修工作，快速幫助用戶恢復通氣。
“我們努力實現快速地搶修很重要的一個原因在于，從出現問題后停氣到修好后恢復燃氣，如果間隔時間較少可以有效避免空氣的摻入，這樣能夠減少搶修過程中的危險性。”高順利強調。
除了專業系統的對接，從基礎的管線圖層到一些專業圖層和業務圖層也將被整合到GIS當中，方便管理者隨時調用，專業的圖層包括企業采購來的北京市行政地理區劃和戶籍圖等專業地圖數據信息，業務圖層則涵蓋了面向大眾用戶和企業用戶的業務信息。如今，公司正在通過定期采購高精度的遙感影像，完成與其他圖層的疊加工作，這樣，管理人員可以通過各種底圖的切換全方位地了解管網附近的實際自然環境，并做出基礎性的管網設計工作，進一步提高實現管網的可視化操作水平。
有趣的是，像三維實景(即互聯網領域中常提到的街景地圖)地圖也得到了北京燃氣集團的高度重視，作為在GIS中一項頗具應用前景的地圖瀏覽方式，高順利對燃氣行業在三維實景方面的應用予以了解讀。他提到，燃氣領域在給巡檢人員提供二維的管線地圖時，也非常需要提供給他們更加直觀的實景展示，特別是一部分管線并不僅僅是埋在街道下面，有的可能在農田中或其他很難發現的地方。因此，三維實景資源一部分可由專業的地理信息公司提供現成的路網上的數據，但像在人們很少行走的地方，則需要單獨與相關的采集企業合作，把三維實景采下來。
在高順利看來，GIS扮演的角色更像是一個信息互聯互通的大平臺，無論是在燃氣生產領域，還是對于日常的監控，和事故應急處理，GIS應用無所不在。而GIS在其中一項比較重要的價值，也將逐步體現在作為一種有效的分析工具所帶來的仿真預測和模擬的應用前景上。北京燃氣集團基于運營過程中所積累的大量數據，都可以在GIS上得到有效使用。“我們參照國際化的燃氣管理標準，在GIS的支持下生成自動化的預案和智能研判結果，為管理者們提供輔助支撐，這將是GIS面向我們管理和服務的一個重要趨勢。”高順利表示。
技術產業化：“智慧燃氣”的關鍵一步
在智慧城市理念的延伸下，北京燃氣集團如今也提出了智慧燃氣和智慧管網的建設，并結合其他新能源技術，實現城市能源的合理調配。但要想切切實實地做出成效，不僅僅是一個集團一家企業所能做到的，這一過程更少不了燃氣企業圈、地下管網企業圈、和整個能源企業圈的共同努力。在這之中，企業的新產業化之路也成為其中的關鍵一步。
隨著地理信息技術與燃氣信息化管理的深入結合，一些成熟和智能化的運營管理模式逐步在北京燃氣集團下的各個子公司中得以應用和實施，并最終形成了北京燃氣集團在管理方面的獨有特色，這樣的領先性也吸引著越來越多的國內燃氣同行、其他類型管線的管網公司，以及新能源企業紛紛前來“取經”。高順利認為，這樣的交流有助于推動企業間的跨界合作和技術交流，但從現狀，國內的管網運營，仍然普遍存在著封閉經營和重復建設的問題。
例如有些地方燃氣企業在生產、管理和運營方面采用的仍是自家長年運營過程中所積累的技術和經驗，同時，它們為了保證發展利益，在管理和技術方面的交流相對保守，所以這些燃氣企業多年的成果難以在同行業中廣泛分享、借鑒和改進。
“這其實已經暴露出燃氣行業的技術成果產業化意識比較單薄。”高順利說，“大家可能都在自己投錢做同樣的事情，但一些好的經驗和成果卻不能創造直接的‘產能’。”
這意味著，運營管理技術成果的產業化將會有效推動企業產生額外的收益，與此同時，企業間在技術上也會互通有無，并給企業生產效率、管網安全監管等方面帶來益處。在這方面，北京燃氣集團已有長期的實踐。
在相關北京市政策的指導下，北京燃氣集團早在多年以前就已改變自身的盈利模式，不再向大眾用戶收取燃氣開通的初裝費，只從企業客戶、氣源投資和入股外省燃氣企業、技術進步等方面獲得收益，這樣的盈利轉型雖然讓集團旗下的企業少了一大塊收入，但也加速了企業探索新盈利模式的步伐，而像企業運營管理經驗和技術的產品化則逐漸成為集團首先考慮的一個方向，即把融合地理信息等技術在內的一些管理模式，整合形成一些前沿的解決方案，并推向市場。截至目前，北京燃氣集團旗下的氣源公司和入股的地方燃氣公司，都在逐步接入到公司總部的“一張圖”GIS系統中，并引進新的設備和技術，向燃氣企業的智慧聯網更進一步。
