石油天然氣是藍(lán)色星球孕育的寶藏，也是全球能源體系不可或缺的重要部分。然而，全球油氣資源地理分布并不均衡，產(chǎn)供地域與消費市場存在空間錯位，油氣開采轉(zhuǎn)運成為突破油氣資源地理困局的關(guān)鍵。
以中國為例，油氣生產(chǎn)主要集中在東北、西北和西南地區(qū)，消費市場則大多在東南沿海以及中南地區(qū)，產(chǎn)銷區(qū)域分離且跨度大。與鐵路、公路、水路、航空運輸相比，管道傳輸是目前陸上油氣長距離運輸“性價比”最高的方式。
目前管道傳輸多采用地埋管道，相較于架空敷設(shè)和地表敷設(shè)管道，地埋管道的問題更不易察覺。當(dāng)遇到施工破壞、地質(zhì)災(zāi)害等突發(fā)事件，傳統(tǒng)人力巡檢難以提前預(yù)判風(fēng)險或及時到達(dá)現(xiàn)場，一旦出現(xiàn)油氣泄漏情況，可能會產(chǎn)生供應(yīng)中斷、環(huán)境污染、火災(zāi)爆炸等事故，容易造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境災(zāi)害和人員傷害。
那么如何塑造一個管道風(fēng)險的“全天候智能巡檢員”來幫助實時監(jiān)測和感知管道安全呢?
華為與行業(yè)客戶的最新實踐給出了答案。
守護(hù)管道安全，看好能源儲備
山東是我國的糧食大省，也是油氣管道大省，油氣管道總長度約占全國十分之一。國家管網(wǎng)集團(tuán)山東分公司(簡稱：國家管網(wǎng)山東公司 )所轄管道沿線涉及農(nóng)田、濕地、水源地等錯綜復(fù)雜的自然環(huán)境。為能更精準(zhǔn)識別并預(yù)防管線打孔盜油、施工破壞等高危行為，以及增強(qiáng)管道安全保障能力、避免油氣泄漏導(dǎo)致的農(nóng)田環(huán)境污染，華為助力國家管網(wǎng)山東公司打造了油氣管道光纖預(yù)警系統(tǒng)，采用華為分布式光纖傳感技術(shù)對長距離線性布局的管道區(qū)域?qū)嵭兄悄芑O(jiān)測。
分布式光纖傳感技術(shù)與人體的“感覺神經(jīng)”功能類似——當(dāng)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。
光纖預(yù)警系統(tǒng)是一個“端-邊-云”的三層架構(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)山東公司，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(tuán)，依托IMS系統(tǒng)，實現(xiàn)告警業(yè)務(wù)的閉環(huán)管理，并與視頻監(jiān)測、無人機(jī)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。
通過優(yōu)化的模型減少車輛穿行伴行不同路段等造成的非威脅事件干擾，提高夜間人工振動告警靈敏度，更精準(zhǔn)地分辨第三方機(jī)械施工或打孔盜油行為;并通過后臺壓制非威脅告警事件，增強(qiáng)預(yù)警準(zhǔn)確性，降低巡護(hù)人員現(xiàn)場復(fù)核的頻次，有效提升了巡線效率與精度，保障管道安全。
該光纖預(yù)警系統(tǒng)于2023年12月正式啟用，截至目前已覆蓋1173公里管線，共精準(zhǔn)識別并及時防控第三方機(jī)械施工100+起。
創(chuàng)新不停，加速油氣智能化進(jìn)程
放眼全球，國際管道合作和跨國管道建設(shè)如火如荼，大型石油和天然氣管線的建設(shè)已經(jīng)成為各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要標(biāo)志。隨著運行年限、里程不斷增長，人工巡護(hù)和研判等傳統(tǒng)方式手段變得難以滿足管道保護(hù)需要，國際油氣企業(yè)對于管道監(jiān)測智能化手段的追求與探索從未停歇。
阿爾及利亞是非洲最大的石油生產(chǎn)國之一，Sonatrach作為該國石油行業(yè)的核心組織運營著數(shù)十條油氣管線，傳統(tǒng)人工巡檢成本高，效率低，難以全天候?qū)崟r掌握管道運行情況。
Sonatrach聯(lián)合創(chuàng)新中心攜手華為，開始構(gòu)建油氣管道巡檢方案，旨在結(jié)合創(chuàng)新技術(shù)來降低運維成本，實現(xiàn)管道損壞主動預(yù)警以及斷纖位置快速定位。華為光纖預(yù)警方案在智慧油氣管道巡檢的聯(lián)創(chuàng)試驗中表現(xiàn)出色，第一，針對光纖中斷、人工挖掘、機(jī)械挖掘的不同事件分析，華為方案可100%區(qū)分事件類型;第二，告警準(zhǔn)確率高，誤報率僅為0.012次/公里/天，所有距離光纖2米范圍內(nèi)的告警均能上報;第三，告警定位平均誤差小于10米，光纜地圖GIS位置信息精準(zhǔn)。
“基于光纖傳感的智慧油氣管道巡檢方案有助于解決人工巡檢難、風(fēng)險識別慢等難題，”Sonatrach聯(lián)合創(chuàng)新中心經(jīng)理Sana Lallali說到，“我們對與華為的聯(lián)合創(chuàng)新成果感到滿意，希望未來可以與華為進(jìn)一步合作，共同推進(jìn)石油行業(yè)的智能化進(jìn)程。”
油氣管道作為能源大動脈，其安全問題對全球能源供給的影響可謂牽一發(fā)而動全身。面對油氣管道數(shù)智化這個大課題，華為希望通過深度融合光傳感、AI、大數(shù)據(jù)等新ICT技術(shù)，與油氣企業(yè)共建方案守衛(wèi)管道安全，做好保障能源輸送的“全天候智能巡檢員”。
（來源：華為企業(yè)業(yè)務(wù)）
