空天地大数据在管道完整性管理中的应用.docx

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空天地大数据在管道完整性管理中的应用

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陕西省军民融合信息中心陕西西安710061

中科星图空间技术有限公司陕西西安710100

摘要：近年来，我国空天事业研制水平和应用能力不断提高，国内多个在建商业卫星时间分辨率已经领先国外，多旋翼、固定翼等型号无人机的研制及应用发展迅速，视频监控等传感设备采集技术日趋成熟，空天地大数据已成为全球高新技术的核心之一，越来越多的行业行动起来，希望借此实现数字化、智慧化转型。随着我国经济的飞速发展，传统的事后应对型管理方式已经不适合当前管道管理需要，需要向事前预防型管理转变，管道完整性管理是一种基于数据、主动预防的全新管道安全管理模式，将空天大数据与管道完整性管理深度融合，实现全面感知管道风险，科学安排资源分配，适时采取针对性维护措施，保障管道安全同时，提升企业管理水平。

关键词：管道完整性、遥感、无人机、高后果区、第三方施工、智能巡检、视频监控

前言

我国对地观测技术不断提升，遥感事业呈现出多源、多类型、海量、分布式的发展趋势，为遥感技术研究及深入应用提供了更广阔、更丰富的海量大数据，这些大数据隐含着巨大的社会、经济、科研价值，已成为管道管理及研究单位关注的热点。目前我国管道业务快速增长，管道的管理难度不断加大，主要面临老管道缺陷多、新管道地质灾害频发、第三方施工损害严重及打孔盗油猖獗等问题，安全生产压力巨大[1]。2015年10月国家发布《油气输送管线完整性管理规范》，2016年10月国家五部委发布《关于贯彻落实国务院安委会工作要求全面推行油气输送管线完整性管理的通知》，管道完整性管理被纳入国家规范层面。管道完整性涉及到管道全生命周期各阶段、各类数据的管理、挖掘、应用，如何通过空天大数据挖掘出管道完整性管理相关数据并为管道完整性管理服务是当前研究的方向。

空天技术发展现状

1.1遥感卫星技术发展

遥感技术是利用一定的技术设备和系统，远距离获取目标物的电磁波信息，并根据电磁波的特征进行分析和应用的技术。1999年10月我国第一颗以陆地资源和环境为主要观测目标的中巴地球资源卫星发射成功，结束了我国没有较高空间分辨率传输型资源卫星的历史。2015年10月，国务院办公厅发布《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015～2025）》，高分辨率对地观测系统重大专项启动实施。高分系列卫星是“高分专项”所规划的高分辨率对地观测的系列卫星，截止到2020年12月，高分系列已从高分一号发展到高分十四号,覆盖了从全色、多光谱到高光谱，从光学到雷达，从太阳同步轨道到地球同步轨道等多种类型，构成了一个具有高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率能力的对地观测系统。

1.2无人机技术发展

无人机遥感技术以低空无人机为平台，以包含可见光、近红外、热红外以及中长波红外波段的光学传感器为核心，获取地表多光谱信息、空间位置信息的技术。随着轻型复合材料的广泛应用，卫星定位系统的成熟，电子与无线电控制技术的改进，无人机研发技术逐渐成熟，制造成本大幅降低，我国从单纯的生产加工制造转向自主研发，在民用无人机制造方面处于世界前列。

管道完整性管理现状

管道完整性管理的基本思想是防患于未然，在管道的建设、运行、废弃处置等全生命周期各个阶段，不断识别和评估各种危害因素，开展风险分析，根据评价结果采取预防措施，将管道风险水平控制在合理的可接受范围之内，以期减少和预防管道事故发生，保证管道经济、合理地安全运行[2]。

中国油气管道完整性管理已发展20余年，自20世纪90年代开展管道安全评价研究，到进入21世纪，全面引进完整性管理理念并付诸实施，经历了引进吸收再创新的过程，创建了以中国特色风险预控为核心的管道完整性技术体系[3]。管道完整性是管道行业的一次重大革新，探索实践中形成的模式、标准规范提升了管道本质安全，确保了油气管道安全平稳运行。

空天大数据在管道完整性管理中的应用

管道完整性应贯穿管道全生命周期，包括设计、采购、施工、投产、运行和废弃等各阶段。空天大数据的发展使得管道完整性管理的数据采集更方便，要使这些数据在管道完整性管理中发挥作用，为企业决策提供支持，就需要研究空天大数据在管道完整性管理中的应用。

管道设计阶段

管道完整性管理要求在管道设计期开展高后果区识别，优化线路，尽量避开高后果区。管道设计期借助卫星遥感影像数据建立管道线路周边三维环境，利用人工智能技术提取线路勘察区域周边环境信息，辅助识别高后果区，为企业智能选线及方案比选提供科学的辅助评价手段，为企业合理投资、路由优化提供科学决策支持。

图1.管道精准选线

管道建设期

管道建设期作为管道全生命周期的重要一环，建设质量的优劣和所处环境条件是管道运行期管理的基础，其很大程度上决定了运行维