智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告2025年11月在能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中，智慧油氣管網(wǎng)已從概念走向?qū)嵒?的重要組成部分和能源行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵應(yīng)用場景，油氣管網(wǎng)的智能化、智慧化建設(shè)也是我國政府持續(xù)推進數(shù)字經(jīng)濟的重為了進一步落實《物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動計劃(2021-2023年)》(工信部聯(lián)科[2021]130號)有關(guān)產(chǎn)業(yè)融合應(yīng)用發(fā)展行動的工作部署以及《新產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)航工程實施方案(2023-2035年)》(工信部聯(lián)科[2023]118號)聚焦新一代信息技術(shù)與能源行業(yè)高效協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的總體目標(biāo)，全國信標(biāo)委物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)字孿生分技術(shù)委員會組織相關(guān)單位共同起草編寫本研究報告，旨在為智慧油氣管網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展提供參考。本報告通過對比不同國家和地區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧油氣管網(wǎng)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了發(fā)展趨勢和存在的問題。同時還對智慧油氣管網(wǎng)的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和政策及標(biāo)準(zhǔn)等方面進行了探討，并給出了典型場景案例，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了建設(shè)性建議和1.研究背景 1.1油氣管網(wǎng)的建設(shè)歷程 1.2油氣管網(wǎng)智能化和智慧油氣管網(wǎng)的相關(guān)概念 1.3油氣管網(wǎng)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)政策 2.研究目的與范圍 二二物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧油氣管網(wǎng)中的應(yīng)用071.智慧管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心組件與架構(gòu) 1.1參考模型與其核心組件 1.2系統(tǒng)架構(gòu)與其核心組件 2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在國內(nèi)油氣管網(wǎng)中的應(yīng)用 2.1基于云邊協(xié)同的5G智慧LNG接收站 2.2儲氣庫狀態(tài)監(jiān)控 2.3油氣管道智能化監(jiān)測與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng) 2.4智慧城市燃氣管網(wǎng)監(jiān)控 3.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在國內(nèi)外油氣管網(wǎng)應(yīng)用的案例分析 3.1國外典型管道智能化案例介紹 3.2中國管道智能化的現(xiàn)狀 三三智慧油氣管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作面臨的挑戰(zhàn)261.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)— 2.標(biāo)準(zhǔn)體系不足 3.數(shù)據(jù)共享與互操作性差 4.現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系的碎片化與協(xié)調(diào)性不足 27四四智慧油氣管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)思路281.智慧管網(wǎng)三維體系架構(gòu) 2.三維架構(gòu)對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化方向的應(yīng) 五五智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢與展望……331.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧油氣管網(wǎng)中的發(fā)展趨勢 332.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧油氣管網(wǎng)中的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展方向 2.1對未來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油氣管網(wǎng)中應(yīng)用的展望 2.2標(biāo)準(zhǔn)化在關(guān)鍵領(lǐng)域的協(xié)作發(fā)展建議 37附附錄A典型場景……………38場景A.1智慧管道建設(shè) 38 40 41 場景A.5智能安全生產(chǎn)監(jiān)控案例 44案例B.1中俄東線的建設(shè)期智慧物聯(lián)網(wǎng)實踐 案例B.2西氣東輸運營期智慧物聯(lián)網(wǎng)實踐 附附錄C油氣管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀49研究背景油氣管網(wǎng)是國家戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，油氣管網(wǎng)建設(shè)是事關(guān)我國民生國運的關(guān)鍵性工程。經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，我國已發(fā)展為全球第三管道大國，陸上95%以上石氣東輸”、“海氣登陸”的油氣輸送格局，發(fā)展速度已經(jīng)居于世界前列。我國大口徑、長距離的油氣輸送管道已經(jīng)遍布東北、華北、華東、西南等地區(qū)，基本上形成了橫貫東西、縱穿南北的運輸網(wǎng)絡(luò)。階段(1958年至1980年代),從1959年，中國第一條原油管道(克拉瑪依一獨山子)5×10?m3浮頂油罐在上海陳山碼頭建成。1976年，中國第一條成品油長輸管道(格第二個階段是自動化時代(1986年至20世紀(jì)末),1986年，東黃復(fù)線投產(chǎn)，這是然氣管網(wǎng)，與之前的南半環(huán)天然氣管網(wǎng)共同形成中國第一個區(qū)域性天然氣管網(wǎng)。1996年，庫鄯原油管道作為當(dāng)時中國自動化程度最高的原油管道實現(xiàn)投產(chǎn)運行。第三階段是信息化階段(2002年至2010年代),2002年，中國首條長距離順序輸送成品油蘭成渝管道首次實現(xiàn)在調(diào)控中心控制全線投產(chǎn)。2建成投產(chǎn)，不僅標(biāo)志著中國油氣管道建設(shè)進入快速發(fā)展產(chǎn)，這是我國第一條實現(xiàn)全線監(jiān)控運行自動化、調(diào)度指揮數(shù)自主研發(fā)建造單罐容積最大的15×10?m3雙浮盤儲罐。2005年，中哈原油管道投產(chǎn)實現(xiàn)跨國原油的管道輸送。2006年，冀寧聯(lián)絡(luò)線的建成投產(chǎn)，管道數(shù)字化管理能力得到加強。2009年，蘭鄭長管道投運，“西油東送”成品油調(diào)運格局基本形成。2011年，西氣東輸二線建成投產(chǎn)，X80鋼實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。第四階段是智能化階段(2019年至今),2019年，中俄東線天然氣管道投產(chǎn)，創(chuàng)新搭建“智能工地”,采用全自動化焊接、全自動超聲波檢測、全機械化防腐補口技氣管道建設(shè)由信息化向智能化轉(zhuǎn)變。這一階段的標(biāo)志為物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)手段的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)的綜合處理、高效利用成為管網(wǎng)發(fā)展的主要驅(qū)動力。管網(wǎng)智能化與信息化技術(shù)的主要區(qū)別在于智能化技術(shù)更加注重對管網(wǎng)數(shù)據(jù)的深度分析和利用，強調(diào)對管網(wǎng)運行狀態(tài)的實時評估、預(yù)測預(yù)警、調(diào)運優(yōu)化和決策支持等高級功能，以實現(xiàn)管網(wǎng)運行的高效性、安全性和經(jīng)濟性。對于本報告的研究對象智慧油氣管網(wǎng)來說，智能管道構(gòu)成了其基本組成單元。管道智能化是指利用先進的技術(shù)手段和設(shè)備對管道進行監(jiān)測、控制和管理，以實現(xiàn)管道運行的智能化。它結(jié)合了傳感器、通信技術(shù)和數(shù)據(jù)分析等多種方法，對管道內(nèi)部的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制，以提高管道的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。管道智能化的實現(xiàn)需要借助現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)和智能控制技術(shù)等多種技術(shù)手段。這些技術(shù)手段的融合應(yīng)用，使得管道智能化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對管道的全面監(jiān)測、控制和管理，提高管道的安全性和可靠性，降低運營成本和維護成本。智慧油氣管網(wǎng)在行業(yè)內(nèi)尚沒有明確定義，目前對其的主要認(rèn)識聚焦于實現(xiàn)手段和功能等方面，普遍認(rèn)可物聯(lián)網(wǎng)在智慧油氣管網(wǎng)建設(shè)中所發(fā)揮的作用。定義1:織或人員的合理意愿和預(yù)期目標(biāo)，以全自動或人機交互方式實施各種計劃、作業(yè)、監(jiān)控、管理業(yè)務(wù)的油氣管道。定義2:智慧管網(wǎng)是在標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一和管道數(shù)字化基礎(chǔ)上，通過智能傳感器的部署，精準(zhǔn)感知運營狀態(tài)和內(nèi)外部環(huán)境；通過泛在感知儲、運、建、管、維等階段的能量流、資金流、物流、業(yè)務(wù)流形成海量的數(shù)據(jù)和知識；構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)和知識圖譜的分析計算模型，提升人機對話水平，在多目標(biāo)決策中能夠統(tǒng)籌全局智能輔助決策，支撐管網(wǎng)安全輸送和高效運營。定義3:智慧管網(wǎng)是充分利用信息技術(shù)和人工智能技術(shù)，在盡可能減少管網(wǎng)運行中人的體力和智力活動的前提下，實現(xiàn)對管道狀態(tài)的全面智能感知和自主分析計算，具備對管網(wǎng)運營各類生產(chǎn)需求和異常事件的自主決策和處置能力，能夠?qū)芫W(wǎng)的安全和運行狀態(tài)做出快速、靈活、準(zhǔn)確的判斷和響應(yīng)，實現(xiàn)管網(wǎng)全生命周期安全環(huán)保水平最高和運營效益最優(yōu)的目標(biāo)。定義4:智慧管網(wǎng)是在傳統(tǒng)管網(wǎng)的基礎(chǔ)上，賦予了自動化、數(shù)字化、智能化、智慧化的相關(guān)技術(shù)，可實現(xiàn)管道運營智能化管理，提升管道的安全性、運行效率，降低運營成本。定義5:智慧管網(wǎng)是在標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一和數(shù)字化管道的基礎(chǔ)上，以數(shù)據(jù)全面統(tǒng)一、感知交互可視、系統(tǒng)融合互聯(lián)、供應(yīng)精準(zhǔn)匹配、運行智能高效、預(yù)測預(yù)警可控為特征，通過“邊+端+云+大數(shù)據(jù)”體系架構(gòu)集成管道全生命周期數(shù)據(jù)，提供智能分析和決策支持，用信息化手段實現(xiàn)管道的可視化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理，具有全方位感知、綜合性預(yù)判、一體化管控、自適應(yīng)優(yōu)化的能力。以上定義都強調(diào)了信息技術(shù)對于智慧管網(wǎng)的重要賦能作用，通過感知、認(rèn)知、決策和執(zhí)行的閉環(huán)，最終實現(xiàn)管網(wǎng)運行更加安全、環(huán)保、可靠、高效的目的。本研究報告認(rèn)為定義5更符合智慧油氣管網(wǎng)的發(fā)展趨勢，也更能體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在油氣管網(wǎng)智慧化進程中的作用。■1.3.1信息技術(shù)與能源生產(chǎn)融合發(fā)展2015年7月4日，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》。2016年3月1日，國家發(fā)改委、能源局及工信部聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》,提出促進能源和信息深度融合，構(gòu)建有機、高效、低成本、可持續(xù)、可調(diào)控的能源互聯(lián)網(wǎng)體系，鼓勵煤、油、氣開采、加工及利用全鏈條智能化改造，實現(xiàn)能源綠色、清潔和高效生產(chǎn)，增強功能靈活性、柔性化，以互聯(lián)網(wǎng)手段促進能源供需高效匹配，運營集約高效，推動能源領(lǐng)域供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和能源革命。同年，12月29日，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016—2030)》,提出要全面建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源，促進能源與現(xiàn)代信息技術(shù)深度融合，推動化石能源開采、加工及利用全過程智能化改造。出要聚焦新一代信息技術(shù)和能源融合發(fā)展，開展能源領(lǐng)域用智能傳感和智能量測、能化技術(shù)深度融合，開展各種能源廠站和區(qū)域智慧能源系統(tǒng)集成試點示范，引領(lǐng)能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級?！?.3.2加強油氣管網(wǎng)高效互聯(lián)2021年12月，國務(wù)院印發(fā)《十四五現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》。規(guī)劃中明確提出要進一步完善東北、西北、西南和海上四大油氣進口通道。加快全國干線天然治理。推進油氣管網(wǎng)互聯(lián)互通和支線管道建設(shè)，擴大市縣天然氣管道覆蓋范圍并向具備條件的沿線鄉(xiāng)鎮(zhèn)輻射。通過推進基礎(chǔ)設(shè)施智能化升級，持續(xù)完善數(shù)字化感知系■1.3.3推動能源基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化提出加快信息技術(shù)和能源產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，推動能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級，加強新一代信息技術(shù)、人工智能、云計算、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)在能源領(lǐng)域的推廣應(yīng)備設(shè)施、工藝流程的智能化升級，提高能源系統(tǒng)靈活感知和高效生產(chǎn)運行能力。適應(yīng)數(shù)字化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化能源基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展要求，建設(shè)智能調(diào)度體系，實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲互動、多能協(xié)同互補及用能需求智能調(diào)控。■1.3.4加快能源產(chǎn)業(yè)數(shù)字化智能化升級2023年4月，國家能源局印發(fā)《2023年能源工作指導(dǎo)意見》,指出要推進能源產(chǎn)業(yè)和數(shù)字產(chǎn)業(yè)深度融合，并印發(fā)《關(guān)于加快推進能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》,提出推動油氣與新能源協(xié)同開發(fā)，提高源網(wǎng)荷儲一體化智能調(diào)控水平，強化生產(chǎn)用能的新能源替代。推動油氣管網(wǎng)的信息化改造和數(shù)字化升級，推進智能管道、智能儲氣庫建設(shè)，提升油氣管網(wǎng)設(shè)施安全高效運行水平和儲氣調(diào)峰能力。以數(shù)字化智能化用能加快能源消費環(huán)節(jié)節(jié)能提效。推進能源行業(yè)大數(shù)據(jù)監(jiān)測預(yù)警和綜合服務(wù)平臺體系建設(shè)，打造開放互聯(lián)的行業(yè)科技信息資源服務(wù)共享體系，支撐行業(yè)發(fā)展動態(tài)監(jiān)測和需求布局分析研判，服務(wù)數(shù)字治理。推動領(lǐng)域設(shè)備設(shè)施、工藝流程的智能化建設(shè)，提高能源系統(tǒng)靈活從產(chǎn)業(yè)政策的推動到技術(shù)趨勢的演進，我國油氣管變革。隨著國家一系列政策的出臺，信息技有的高度，為油氣管網(wǎng)的智能化轉(zhuǎn)型提供了明確的方劃，國家層面的政策導(dǎo)向清晰地勾勒出油氣行業(yè)數(shù)字化、發(fā)展，其核心優(yōu)勢體現(xiàn)在管道檢測、智能巡檢以及基于移動網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場決策優(yōu)化。及其周邊環(huán)境的全方位、不間斷監(jiān)控。借助前沿的機器蹤變得更為高效便捷。移動設(shè)備的實時數(shù)據(jù)接入能力，則賦復(fù)雜性。為確保各類系統(tǒng)間的平滑交互，解決兼系統(tǒng)間的順暢交互，標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)成為關(guān)鍵。標(biāo)準(zhǔn)、融合分析與決策支持標(biāo)準(zhǔn)以及智能化與自動化技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的建立，分別在保障數(shù)據(jù)安全、提升決策科學(xué)性與實現(xiàn)自動化管理等方面發(fā)揮著核心作用。但標(biāo)準(zhǔn)化本身也面臨挑戰(zhàn)，如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一、信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的缺失以及碎片化、數(shù)據(jù)共享障礙以及標(biāo)準(zhǔn)化體系的零散性等問題亟待解決。鑒于此，本報告后續(xù)章節(jié)將圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用及其標(biāo)準(zhǔn)化在智慧油氣管網(wǎng)中的現(xiàn)狀、需求與挑戰(zhàn)，提出智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)思路及建議，并對智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展進行展望。旨在促進技術(shù)的成熟與標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用，為智慧油氣管網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展提供輔助支撐，推動油氣行業(yè)向更高層次的智慧化邁進。智慧管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)作為智能油氣管道監(jiān)控與管理系統(tǒng)的基石，其架構(gòu)設(shè)計對智慧管網(wǎng)的形成具有深遠影響。為詳盡闡釋這一架構(gòu)的內(nèi)在價值及其對智慧管網(wǎng)建設(shè)的促進作用，本報告將從參考框架與系統(tǒng)架構(gòu)雙重視角展開深入剖析。參考模型著重于闡述智慧管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)所依賴的基礎(chǔ)技術(shù)和組件。它基于端+邊+網(wǎng)+云的四層模型，每一層都由特定的核心組件和技術(shù)構(gòu)成，共同實現(xiàn)了對油氣管運運衛(wèi)星4G/5G處理單元應(yīng)攻監(jiān)外益□光纖設(shè)備及密封點站場E視頻智能識別單元光纖溫渡計G圖2-1智慧管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)參考模型感知層(端層):智慧管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心在于其感知層，即端層，這一層構(gòu)成整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，由傳感器與執(zhí)行器、微控制器單元(MCU)以及通信模塊構(gòu)成。傳感器是數(shù)據(jù)收集的關(guān)鍵，持續(xù)監(jiān)測管道的壓力、溫度、流量，并能檢測泄漏，確保管道運行狀態(tài)的實時掌控。執(zhí)行器的主要職責(zé)是執(zhí)行控制指令。它通過解析來自控制系統(tǒng)的電脈沖信號，并將其轉(zhuǎn)化為機械運動來實現(xiàn)這一功能。MCU作為數(shù)據(jù)處理核心，負責(zé)數(shù)據(jù)的采集、處理和通信控制，保證信息的準(zhǔn)確無誤與即時更新。而通信模塊負責(zé)提供遠距離、低功耗的數(shù)據(jù)傳輸，使得即便在廣袤的地理范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)也能保持穩(wěn)定傳輸。管道本體的監(jiān)測則進一步細化至應(yīng)變、裂紋和形變的實時檢測，這些數(shù)據(jù)被輸入實時在線完整性評價模型中，以維護管道結(jié)構(gòu)的完整性和安全性能。針對第三方活動的監(jiān)控，采用聲波/光譜和視頻融合技術(shù)，建立精準(zhǔn)預(yù)警模型，有效識別并預(yù)警人員或工程機械可能對管道造成的外部威脅。對于管道泄漏問題，系統(tǒng)結(jié)合內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變與外部地表位移數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)融合技術(shù)，實現(xiàn)泄漏事件的精確識別。在站場泄漏評估方面，利用氣體濃度和智能巡檢數(shù)據(jù)，對設(shè)備及密封點的泄漏排放進行嚴(yán)密監(jiān)控。此外，通過火焰探測、溫度和流量計等多源數(shù)據(jù)感知，可以實現(xiàn)對壓縮機工作狀況的全面掌控，有助于提前發(fā)現(xiàn)并防止?jié)撛诠收吓c安全事故的發(fā)生。這種多層次、全方位的監(jiān)測體系，構(gòu)成了智慧管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的強大保障，確保了管道系邊緣層(邊層):在智慧管道的邊緣層設(shè)計中，部署多個專業(yè)化的邊緣計算單元協(xié)同工作，確保管道系統(tǒng)的全面監(jiān)控與高效管理。管道本體分析處理單元負責(zé)對管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行初步的處理和分析，確保對管道健康狀況的實時洞察。工藝量處理單元則負責(zé)收集和分析與管道工藝過程相關(guān)的數(shù)據(jù)，如壓力、溫度、流量等參數(shù)，以優(yōu)化管道運行效率和安全性。管道陰保數(shù)據(jù)處理單元專門處理陰極保護電位數(shù)據(jù)，用于監(jiān)測和防護管道免受腐蝕侵害。光纖處理單元則聚焦于處理光纖振動預(yù)警數(shù)據(jù)，為管道的完整性評估提供關(guān)鍵信息，及時預(yù)警潛在的物理損害風(fēng)險。視頻智能識別單元通過處理視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，不僅支持固定位置攝像機、無人機巡檢，還能實現(xiàn)氣云成像等功能，增強管道及其周邊環(huán)境的安全監(jiān)控。實現(xiàn)這些功能依賴于邊緣層的核心組件和關(guān)鍵技術(shù)。邊緣網(wǎng)關(guān)/邊緣計算服務(wù)器作為連接端層設(shè)備與云平臺的樞紐，不僅負責(zé)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和緩存，還進行初步的數(shù)據(jù)分析，確保數(shù)據(jù)的高效流轉(zhuǎn)和及時可用。本地計算資源的存在，使得復(fù)雜的算法和模型能夠在現(xiàn)場得到執(zhí)行，提供快速響應(yīng)，提升決策速度和精度。關(guān)鍵技術(shù)中的邊緣計算，通過將部分計算任務(wù)下沉至網(wǎng)絡(luò)邊緣，顯著減少了數(shù)據(jù)處理的延遲，增強了系統(tǒng)的實時反應(yīng)能力。在油氣管道中，這種做法優(yōu)化了本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的計算資源分配，提高了數(shù)據(jù)處理的效率，降低了對外部網(wǎng)絡(luò)的依賴，確保了智慧管道系統(tǒng)的高可靠性和靈活性。傳輸層(網(wǎng)層):智慧管道的網(wǎng)層設(shè)計依托多樣化的通信技術(shù)，旨在構(gòu)建高速、穩(wěn)定、廣覆蓋的通信網(wǎng)絡(luò)。光纖作為有線通信的骨干，提供高帶寬和低延遲的鏈路，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。4G/5G移動通信技術(shù)不僅支持固定設(shè)備之間的通二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧油氣管網(wǎng)中的應(yīng)用二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧油氣管網(wǎng)中的應(yīng)用信，還為移動設(shè)備接入提供了便利，確?，F(xiàn)場工作人員可以實時獲取和上傳數(shù)。WiFi在局域網(wǎng)內(nèi)提供便捷的無線連接，適用于站場和控制中心等特定區(qū)域的通信衛(wèi)星通信則填補了偏遠地區(qū)的通信空白，提供遠程和大在最偏遠的管道沿線也能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫傳輸。以上通信網(wǎng)絡(luò)確保數(shù)據(jù)的高速、可靠傳輸，無論是在城市密集區(qū)還是偏遠地關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用進一步提升了網(wǎng)層的靈活性和效率。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)技術(shù)允許網(wǎng)絡(luò)資源的靈活配置和管理，使得網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)實網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)性和可擴展性。網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)則為不同的應(yīng)用場景提供專用的網(wǎng)絡(luò)資源，確保每個應(yīng)用都能獲得最適合其需求的通信服務(wù)，(管道保護系統(tǒng))、IMS系統(tǒng)(完整性管理系統(tǒng))和PIM系統(tǒng)(管道信息系統(tǒng))在內(nèi)的多方面，平臺層對感知層和邊緣層收集到的海層的關(guān)鍵技術(shù)支柱，其中云計算確保了按需的資源供綜合解決方案。該系統(tǒng)的核心在于充分利用感知層(現(xiàn)場設(shè)備)智慧油氣智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告安全狀態(tài)監(jiān)測安全狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)交換共享數(shù)據(jù)服務(wù)邊緣存儲邊緣分析邊緣優(yōu)化數(shù)據(jù)類型業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)處理邊緣服務(wù)數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)傳輸運維管理與系統(tǒng)安全云計算平臺邊緣計算平臺站場安防儲濕監(jiān)測評估陰極保護系統(tǒng)管道保護人員管道本體沿線人文環(huán)境管道泄渭監(jiān)冽站區(qū)環(huán)境融合分析與決策支持感知對象邊云協(xié)同邊緣匯集邊緣處理在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，系統(tǒng)全面采集管道線路與站場的關(guān)鍵信息，如管道實體、閥室、陰極保護系統(tǒng)以及地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)和沿線人文環(huán)境等的管道線路信息，還有閥門、站場安防、站場環(huán)境等管道站場信息等。例如，通過安裝高精度的壓力和流量傳感器，實時監(jiān)測管道內(nèi)的壓力和流量變化，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，如泄漏、堵塞等，確保管道安全運行。同時，在管道沿線設(shè)置環(huán)境監(jiān)測點，采集溫度、濕度、土壤腐蝕性等數(shù)據(jù)，確保對地質(zhì)環(huán)境的全面掌握。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控方面，通過安裝智能閥門控制器，實時監(jiān)控閥門的開關(guān)狀態(tài)、工作溫度、壓力等參數(shù)，確保閥門正常運行，減少維護成本。利用視頻監(jiān)控、紅外探測等技術(shù)，實時監(jiān)控站場的安全狀況，及時發(fā)現(xiàn)并處理入侵、火災(zāi)等安全隱患。通過這些措施，系統(tǒng)確保數(shù)據(jù)源的豐富性和多樣性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析提供堅實的基礎(chǔ)。邊緣服務(wù)由邊緣計算平臺承載，承擔(dān)數(shù)據(jù)預(yù)處理核心任務(wù)，執(zhí)行數(shù)據(jù)聚合、初步分析及優(yōu)化決策，有效緩解云端負載，同時賦能實時響應(yīng)與決策制定。邊緣計算平臺不僅處理大量原始數(shù)據(jù)，還通過數(shù)據(jù)篩選、預(yù)處理和優(yōu)化，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和傳輸效率，進一步提升整體系統(tǒng)的性能和可靠性。在數(shù)據(jù)篩選方面，邊緣計算平臺通過智能算法過濾掉無效或冗余的數(shù)據(jù)，只將有價值的數(shù)據(jù)上傳至云端，減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捫枨?，降低延遲。在預(yù)處理方面，邊緣計算平臺對采集到的原始數(shù)據(jù)進行清洗、格式化和標(biāo)準(zhǔn)化處理，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。在優(yōu)化方面，邊緣計算平臺通過本地計算資源執(zhí)行初步的數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化決策，減少對云端的依賴。在邊云協(xié)同機制方面，邊緣計算平臺與云端進行高效協(xié)同，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向流動和任務(wù)的動態(tài)分配，邊緣計算平臺負責(zé)實時數(shù)據(jù)處理和快速響應(yīng)，而云端則承擔(dān)復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析、長期存儲和全局優(yōu)化任務(wù)，通過這種協(xié)同機制，可以充分發(fā)揮邊緣計算的低延遲和高實時性優(yōu)勢，同時利用云端的強大計算能力和存儲資源，實現(xiàn)最優(yōu)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)經(jīng)由邊緣層處理后，流轉(zhuǎn)至云層進行深度加工，涉及數(shù)據(jù)整合、存儲、共享與深度分析，為業(yè)務(wù)應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ)。在云層，數(shù)據(jù)被進一步處理和利用：云服務(wù)提供強大的計算和處理能力，支持復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯和高級數(shù)據(jù)分析，通過靈活擴展計算資源，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高性能；云存儲提供安全、可靠的存儲解決方案，支持大規(guī)模數(shù)據(jù)的長期保存和備份，通過分層管理，確保數(shù)據(jù)的快速訪問和成本效益；數(shù)據(jù)交換與共享支持多部門、多用戶之間的數(shù)據(jù)流通，促進跨部門協(xié)作，通過數(shù)據(jù)交換平臺，不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以方便地共享數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，同時支持與第三方數(shù)據(jù)提供商和合作伙伴的數(shù)據(jù)集成，豐富數(shù)據(jù)來源和應(yīng)用場景。通過這些措施，云層不僅為數(shù)據(jù)的深度加工提供了強大支持，還為業(yè)務(wù)應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)，提升了在業(yè)務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域，系統(tǒng)具備安全狀態(tài)監(jiān)測、融合分析與決策支持等多功能，涵蓋管道健康評估與風(fēng)險動態(tài)評價，助力運營團隊精準(zhǔn)把握并調(diào)控管道運營狀況。具體應(yīng)用包括：實時壓力與流量監(jiān)測，通過高精度傳感器實時監(jiān)測管道內(nèi)的壓力和流道沿線設(shè)置環(huán)境監(jiān)測點，采集溫度、濕度、土壤腐蝕性等數(shù)據(jù)，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，預(yù)測潛在的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險，提前采取防范措施；設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控，通過智能閥門控制器和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控閥門的開關(guān)狀態(tài)、工作溫度、壓力等參數(shù)，以及站場的安全狀況，及時發(fā)現(xiàn)并處理入侵、火災(zāi)等安全隱患；管道健康評估，利用歷史數(shù)據(jù)和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，建立管道健康評估模型，定期評估管道的健康狀況，識別潛在的故障點，制定預(yù)防性維護計劃，減少停機時間和維修成本；風(fēng)險動態(tài)評價，結(jié)合地質(zhì)環(huán)境、氣象條件和歷史事故數(shù)據(jù)，進行風(fēng)險動態(tài)評價，生成風(fēng)險地圖，幫助運營團隊及時調(diào)整運營策略，降低風(fēng)險；優(yōu)化調(diào)度，利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，優(yōu)化管道的調(diào)度方案，提高輸送效率，降低能耗，確保管道在最佳狀態(tài)下運行；應(yīng)急預(yù)案管理，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實時監(jiān)測結(jié)果，制定科學(xué)的應(yīng)急預(yù)案，確保在突發(fā)事件發(fā)生時能夠迅速響應(yīng)，減少損失。通過這些具體的應(yīng)用，系統(tǒng)不僅提供了全面的安全狀態(tài)監(jiān)測，還通過融合分析與決策支持，幫助運營團隊精準(zhǔn)把握并調(diào)控管道運營狀況，提升管道的運營效率和安全性。數(shù)據(jù)傳輸機制采用多種通信技術(shù)，包括有線通信和無線通信，保障數(shù)據(jù)傳遞的可靠性，對于遠程監(jiān)控與管理尤為關(guān)鍵。在油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，有線通信技術(shù)包括以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線等，其中以太網(wǎng)提供高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，適用于局域網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸，如監(jiān)控中心與主要站點之間的數(shù)據(jù)交換；現(xiàn)場總線則廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域，支持管道沿線設(shè)備間的實時通信，確保閥門、傳感器等設(shè)備的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和實時性。無線通信技術(shù)包括短距離無線通信和長距離無線通信，短距離無線通信如Wi-Fi、Zigbee和藍牙，適用于局域內(nèi)的設(shè)備互聯(lián)，如站場內(nèi)部的設(shè)備間通信；長距離無線通信如4G/5G和LoRa,適用于廣域范圍的數(shù)據(jù)傳輸，尤其在偏遠地區(qū)或移動設(shè)備的監(jiān)控中表現(xiàn)出色，確保管道沿線各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。通過這些多樣化的通信技術(shù)，管網(wǎng)系統(tǒng)能夠靈活應(yīng)對不同場景下的數(shù)據(jù)傳輸需求，確保數(shù)據(jù)傳遞的可靠性和實時性，從而提升管網(wǎng)的運營效率和安全性。在運維管理與系統(tǒng)安全范疇，系統(tǒng)配備用戶權(quán)限、設(shè)備、配置管理及監(jiān)控故障診斷等工具，同時強化基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)與平臺安全性，確保體系的持續(xù)穩(wěn)定運行?？傊?，智慧管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過整合感知層層、邊緣層和平臺層的功能，實現(xiàn)了對油氣管道的全方位智能監(jiān)控與管理，提高了管道運行的安全性和效率。網(wǎng)的輸運側(cè)。以下將從這兩個環(huán)節(jié)里面的具體場景探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油氣管網(wǎng)中的具體應(yīng)用。天津LNG接收站作為國家天然氣基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通的重點工程，其建設(shè)充分體現(xiàn)了智能化與數(shù)字化的高度融合。在建設(shè)過程中，國家管網(wǎng)集團利用5G網(wǎng)絡(luò)作為主要傳輸手段，并以云邊協(xié)同架構(gòu)為核心，實現(xiàn)了各類感知設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化接入。這一集成涵蓋了站場生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境信息的實時采集與傳輸，還包括輸送管道的狀態(tài)監(jiān)測、罐區(qū)泄漏檢測、接收臂、BOG壓縮機等關(guān)鍵設(shè)施的實時監(jiān)控。此外，該站還實現(xiàn)了水文氣象地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、站內(nèi)應(yīng)急通信、智能巡檢及無人機巡檢等功能，有力推動了國家管網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展。天津LNG接收站在總體架構(gòu)上采取了創(chuàng)新設(shè)計，將N類(多樣化的)物聯(lián)網(wǎng)感知聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備提供了高速且穩(wěn)定的無線通信服務(wù)。此外，接收站內(nèi)部署了下沉式布式協(xié)同服務(wù)器構(gòu)成，能夠提供可擴展的邊緣計算服務(wù)，確接收站現(xiàn)場部署了大量的物聯(lián)網(wǎng)感知終端設(shè)備，這些設(shè)備通過傳感器與5G網(wǎng)絡(luò)相連，能夠?qū)崟r感知、監(jiān)測并收集各種數(shù)據(jù)。為了解決題，國家管網(wǎng)天津LNG接收站采用了集效降低了網(wǎng)絡(luò)延遲和服務(wù)響應(yīng)時間。緣云平臺提供的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，提供定制化的功能和服務(wù)智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告用場景靈活擴展。設(shè)備的應(yīng)用，該系統(tǒng)實現(xiàn)了人員巡檢管理、危險化學(xué)這一創(chuàng)新架構(gòu)整合了感知層(N類的物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備)、網(wǎng)絡(luò)層(全面覆蓋的5G專用網(wǎng)絡(luò))、平臺層(AI-DigitalTwins邊緣云平臺)以及應(yīng)用層(工業(yè)APP應(yīng)用2.2儲氣庫狀態(tài)監(jiān)控庫應(yīng)運而生，依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的四大層次架構(gòu)，致力于上部含水層上部含水層監(jiān)測井處理&壓縮機站8通向管線網(wǎng)水層氣體密封層水脂晃泉感知層，即數(shù)據(jù)采集層，擔(dān)當(dāng)著收集儲氣庫運行中各類數(shù)據(jù)的重任，涵蓋氣體壓力、溫度、濕度等實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及設(shè)備運行狀態(tài)和能耗信息，通過傳感器與監(jiān)測設(shè)備實時監(jiān)控，確保數(shù)據(jù)的全面與準(zhǔn)確。網(wǎng)絡(luò)層，亦稱數(shù)據(jù)傳輸層，負責(zé)將感知層采集的數(shù)據(jù)高效、安全地傳遞至平臺層，利用有線或無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)確保數(shù)據(jù)的快速穩(wěn)定傳輸，同時，采用加密與認(rèn)證機制，加強數(shù)據(jù)的安全性和隱私保護，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。平臺層，即分析應(yīng)用層，集中處理與分析感知層的數(shù)據(jù)，借助機器學(xué)習(xí)、人工智能等先進技術(shù)，對儲氣庫運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測與評估，通過復(fù)雜算法與模型實現(xiàn)儲氣庫的自動化與智能化管理，優(yōu)化控制流程，提升整體效能。應(yīng)用層，亦即運營管理層，作為系統(tǒng)的核心決策單元，基于平臺層的數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行決策，實現(xiàn)儲氣庫的精細化管理和遠程控制，不僅提升運行效率，還能通過遠程監(jiān)控與維護，進一步增強儲氣庫的安全性。綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)的四個層次在智能化儲氣庫中緊密相連，相輔相成，通過實時數(shù)據(jù)采集、安全傳輸、智能分析與決策管理，為儲氣庫的智能化升級與高效安全運行奠定了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)?！?.3.1油氣管道無損監(jiān)測金屬管道在石油和天然氣輸送中扮演著至關(guān)重要的角色，然而，它們長期承受著復(fù)雜環(huán)境和腐蝕性介質(zhì)的考驗，面臨著減薄、穿孔乃至破裂的挑戰(zhàn)，這對管道的容量、性能、完整性和安全性構(gòu)成了直接威脅。在這一背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)憑借其結(jié)數(shù)據(jù)族數(shù)據(jù)族無線傳輸無線傳輸區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)無線傳輸智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告構(gòu)化的四層體系，在無損云檢測系統(tǒng)中展現(xiàn)出顯著的貢獻，為的解決方案。及磁記憶應(yīng)力診斷儀，這些設(shè)備被精巧地設(shè)計為云檢測器、信號處理電路以及無線信號傳輸模塊，專注于捕和應(yīng)力分布等多源數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層則確保了這些數(shù)據(jù)能平臺層的云端服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫扮演著數(shù)據(jù)處理與分析的核心角色，借助大數(shù)據(jù)分析和云計算的強大能力，對管道的健康狀況進行家評估軟件系統(tǒng)以及信息共享機制，實現(xiàn)了智能這一架構(gòu)巧妙地將傳統(tǒng)檢測設(shè)備的專業(yè)功能模塊化，只將必要的檢測與信號處理組件置于終端，而將復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析與管理功能移至在無損檢測領(lǐng)域的革新應(yīng)用及其對提升行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的巨大潛力。■2.3.2地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警們將詳細探討每一層的具體內(nèi)容及其在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)中的作用。戶地表位移監(jiān)測點墻裂縫監(jiān)測點水位監(jiān)測點教拔圖2-6地質(zhì)災(zāi)害在線監(jiān)測預(yù)警與指揮調(diào)度系統(tǒng)感知層由各種傳感器和監(jiān)測設(shè)備組成，負責(zé)采集地質(zhì)災(zāi)害相關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這些具備高精度、可靠性和抗惡劣環(huán)境的能力，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和持續(xù)性。傳輸層負責(zé)將感知層收集的數(shù)據(jù)通過各種通信技術(shù)傳輸?shù)街醒胩幚韱卧蛟贫?。傳輸技術(shù)包括但不限于4G/5G/NB-IoT等移動通信技術(shù)、衛(wèi)星通信以及可能的有線連接。考慮到監(jiān)測點可能位于偏遠或信號不佳的地區(qū)，系統(tǒng)設(shè)計時需考慮信號增強和備用通信方案，如定向天線或衛(wèi)星通信，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性和穩(wěn)定性。知識層指的是數(shù)據(jù)處理和分析階段，包括數(shù)據(jù)的存儲、清洗、分析和模型構(gòu)建。數(shù)據(jù)中心接收來自傳輸層的數(shù)據(jù)，對其進行預(yù)處理，如去除噪聲、異常值檢測，然后通過各種算法和模型進行分析，如機器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計分析、時間序列分析等，以識別出地質(zhì)災(zāi)害的早期跡象或模式。這一層還包括預(yù)警閾值的設(shè)定和更新，以及基于歷史數(shù)據(jù)和實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的綜合分析，以預(yù)測災(zāi)害發(fā)生的可能性和規(guī)模。應(yīng)用層涉及預(yù)警信息的生成、發(fā)布和應(yīng)急響應(yīng)的調(diào)度。當(dāng)數(shù)據(jù)分析表明某地質(zhì)災(zāi)害點的狀態(tài)超出正常范圍或接近預(yù)警閾值時，系統(tǒng)會自動觸發(fā)預(yù)警機制。預(yù)警信息可以多種形式發(fā)送，包括短信、電話、移動應(yīng)用推送等，確保相關(guān)責(zé)任人和受影響地區(qū)的民眾能夠及時收到通知。此外，應(yīng)用層還包含指揮調(diào)度系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽追蹤救援人員、設(shè)備和物資的位置，實現(xiàn)資源的快速調(diào)配，以提高救援效率和災(zāi)害響應(yīng)速度。上述四層架構(gòu)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)中緊密協(xié)作，形成了一個閉環(huán)的監(jiān)測預(yù)警體系。從現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)采集，到遠程數(shù)據(jù)傳輸，再到智能分析和決策支持，最后是預(yù)警信息的發(fā)布和應(yīng)急響應(yīng)，每一個環(huán)節(jié)都是不可或缺的。這種架構(gòu)的優(yōu)勢在于它能夠?qū)崿F(xiàn)對地質(zhì)災(zāi)害隱患的全天候監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，并迅速采取行動，最大限度地減少災(zāi)害的影響。通過這樣的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)，地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)能夠有效地預(yù)防和減輕災(zāi)害后果，保護人民生命財產(chǎn)安全，提高地質(zhì)災(zāi)害防治工作的效率和科學(xué)性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市燃氣管網(wǎng)監(jiān)控中的集成應(yīng)用，展現(xiàn)出了其在提升城市基礎(chǔ)設(shè)施智能化水平方面的巨大潛力。這一技術(shù)的應(yīng)用可以按照物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)的三個核心層次——感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層——進行深入解析。用知專線感傳數(shù)在燃氣管網(wǎng)監(jiān)控場景下，感知層通過廣泛部署各類傳感器，如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器及泄漏檢測傳感器，對燃氣管道的運行狀況進行全天候、無死角的監(jiān)測。這些傳感器往往采用無線通信技術(shù)，如ZigBee、NB-IoT或藍牙，構(gòu)建起一張覆蓋整個管網(wǎng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)。它們能夠?qū)崟r捕捉管網(wǎng)的壓力、溫度、流量變化以及潛在泄漏情況，確保對管網(wǎng)健康狀況的全面掌握。網(wǎng)絡(luò)層專注于數(shù)據(jù)的傳輸與處理，是連接感知層與應(yīng)用層的橋梁。在燃氣管網(wǎng)監(jiān)控中，網(wǎng)絡(luò)層利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將感知層收集的大量數(shù)據(jù)高效傳輸至中央處理平臺。這一過程可能涉及多種通信技術(shù)，如ZigBee用于構(gòu)建局部傳感器網(wǎng)絡(luò)，NB-loT實現(xiàn)遠距離數(shù)據(jù)傳輸，藍牙則適用于短程、成本效益高的監(jiān)控需求。此外，GPS技術(shù)的加入，不僅提供了管網(wǎng)設(shè)備的實時位置信息，還增強了監(jiān)控中心的可視化管理能力，使其能通過地圖直觀地監(jiān)控管網(wǎng)狀態(tài)。應(yīng)用層聚焦于為特定場景提供定制化解決方案。在燃氣管網(wǎng)監(jiān)控領(lǐng)域，應(yīng)用層的功能涵蓋了云計算實時監(jiān)控、大數(shù)據(jù)分析、智能巡檢系統(tǒng)、遠程監(jiān)控與控制，以及智能化管理等幾個關(guān)鍵方面。云計算平臺以其海量數(shù)據(jù)存儲能力和卓越的數(shù)據(jù)處理性能，成為實時分析傳感器數(shù)據(jù)、評估管網(wǎng)運行狀態(tài)的核心。大數(shù)據(jù)技術(shù)則通過對數(shù)據(jù)的深度挖掘，提升了燃氣泄漏檢測與定位的精度和速度。智能巡檢系統(tǒng)利用無人機和機器人進行圖像采集和分析，顯著提高了巡檢的效率和準(zhǔn)確性。遠程監(jiān)控與控制技術(shù)使得管網(wǎng)能在故障發(fā)生時迅速響應(yīng)，減少人力依賴，提升維護效率。最后，借助人工智能與機器學(xué)習(xí)算法，管網(wǎng)運行模型和預(yù)測模型得以建立，實現(xiàn)了對潛在故障的智能預(yù)警，有效預(yù)防事故的發(fā)生。大地增強了管網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性和運營效率，為城市燃■3.1.1美國管道智能化案例總部位于美國的哥倫比亞管道集團(ColumbiaPipelineGroup)應(yīng)用智能管道解決方案(IntelligentPipelineSolution,IPS)對其超過15,000英里的州際管了解管道的安全性和資產(chǎn)完整性狀況，從而做出更為科學(xué)的決策。IPS于2014年面世，是通用電氣和埃森哲在2013年達成全球戰(zhàn)略聯(lián)盟后推出的首個行業(yè)解決方案，旨在幫助管道運營商實現(xiàn)資源的最優(yōu)化配置，降低意外事件的發(fā)生概率。IPS的核ILI數(shù)據(jù)庫美國國家海洋與大氣治理局IntelligentPlpeline5olution美國農(nóng)業(yè)部Soils土壤數(shù)據(jù)高后果區(qū)邊界數(shù)據(jù)庫溢出模型(油氣泄漏影響范理系統(tǒng)智能管道解決方案(管網(wǎng)信息公開)陰極保護數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)(氣質(zhì)分析)商業(yè)調(diào)度系統(tǒng)(內(nèi)檢測)此外，IPS還集成了管道本體屬性、風(fēng)險評估結(jié)果、管道內(nèi)檢測結(jié)果、計劃性評估、高后果區(qū)定位、泄漏歷史記錄、直呼系統(tǒng)標(biāo)示、應(yīng)急閥門位置、地質(zhì)沉降與斷層等數(shù)據(jù)。IPS用戶可以通過分級篩查功能從不同角度查看數(shù)據(jù)，從而快速定位到所關(guān)注的重點區(qū)域及問題，評估威脅并采取補救措施。IPS將企業(yè)內(nèi)外部數(shù)據(jù)集中管理和使用，并按照工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)建立了應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了管道系統(tǒng)高度集成的風(fēng)險管理和信息化管理。需要注意的是，根據(jù)目前已有資料，IPS本質(zhì)上還是一個信息化平臺，并未實現(xiàn)人工智能算法的開發(fā)和應(yīng)用?！?.1.2加拿大管道智能化案例位于加拿大的TC能源公司(原橫加公司，TransCanada)是一家大型北美能源公司，總部位于加拿大艾伯塔省，在加拿大、美國和墨西哥開發(fā)和運營能源基礎(chǔ)設(shè)施。該公司經(jīng)營三大核心業(yè)務(wù)：天然氣管道、液體管道和能源。其天然氣管道網(wǎng)絡(luò)包括92600公里(57539英里)的天然氣管道，輸送北美天然氣需求的25%以上。液體管道部門包括4900公里(3045英里)的石油管道，每天運輸59萬桶原油，約占加拿大西部出口量的20%。為了滿足能源管理的業(yè)務(wù)需求，提升運營效率，TC能源公司依托GeoFind系統(tǒng)建設(shè)，有效整合了不同階段、不同功能的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，建立了統(tǒng)一的管道資產(chǎn)空間數(shù)據(jù)平臺，不僅實現(xiàn)了設(shè)備資產(chǎn)的空間展示及動態(tài)分析，還實現(xiàn)了跨業(yè)務(wù)的信息共享，發(fā)揮了數(shù)據(jù)融合的價值，提升了企業(yè)的整體運營效率。FingerFood公司開發(fā)了管道數(shù)字孿生技術(shù)，將管道數(shù)據(jù)以3D形式呈現(xiàn)，用戶通過3D視圖實時檢測管道及管道周邊區(qū)域發(fā)生的任何變化，更好地發(fā)現(xiàn)管道存在的潛在危險，包括管道缺陷及由地面移動引起的管道應(yīng)變，并可對管道的虛擬圖像進行旋轉(zhuǎn)，放大和擴展，對管道附近的一些重點區(qū)域則以熱圖(hotmap)形式呈現(xiàn)，熱圖信息包括區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況及其隨時間變化狀況(如圖2-11)。該技術(shù)還可對管道周邊的每一個邊坡斜度進行全息展示，通過該技術(shù)，用戶可清晰觀測管道隨地面運動而發(fā)生的移動情況(圖2-12)。圖2-12管道數(shù)據(jù)3D可視化挪威船級社(DNV)使用數(shù)字孿生技術(shù)優(yōu)化管道運行，可以將長輸油氣管網(wǎng)、壓縮機組、泵機組等油氣管道設(shè)備設(shè)施進行智能化模擬，構(gòu)建一個集合管道全生命周期的數(shù)據(jù)和專家平臺，通過該智能化平臺可以使管道運營機構(gòu)具備強大的數(shù)據(jù)分析和故障診斷能力。分析數(shù)據(jù)存儲預(yù)測自我學(xué)習(xí)映射模擬■3.1.3意大利管道智能化案例意大利SNAM天然氣管道公司作為意大利和歐洲最大的天然氣經(jīng)營服務(wù)商，運營著意大利大部分油氣運輸基礎(chǔ)設(shè)施，在高壓和中壓(約占總運輸量94%)及以上的天然氣管道中運行32727千米和41000千米管道，其在歐洲運營的管道總里程超過7萬千米。其中包括2900余處遠程監(jiān)控區(qū)域，7000多個天然氣直接出口，每分鐘產(chǎn)生25000個天然氣數(shù)據(jù)，各項數(shù)據(jù)逐年穩(wěn)定增長，為管道管理帶來更大的挑戰(zhàn)，因此SNAM公司對數(shù)據(jù)提出了更高的要求，包括實時采集能力不足與數(shù)析能力有待提升兩方面。自2012年SNAM以SCADA系統(tǒng)升級改造為抓手，開展了系列數(shù)據(jù)采集與整合的處理措施。升級后的SCADA覆蓋天然氣運輸過程中的各個重要位置，為調(diào)控系統(tǒng)提供實時的數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理與遠程控制。SCADA系統(tǒng)還與泄漏探測系統(tǒng)、氣體檢測系統(tǒng)、火災(zāi)探測系統(tǒng)、系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫進行了整合，結(jié)合監(jiān)控大屏顯示天然氣管網(wǎng)的總體視圖，可根據(jù)需求提取特定位置管道狀態(tài)信息與過程管理信息等綜合數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了生產(chǎn)和安全一體化高效管控。在智能管道領(lǐng)域，美國、加拿大和意大利的應(yīng)用案例均創(chuàng)新實現(xiàn)運營效率提升、風(fēng)險管理和安全監(jiān)控的能力。例如(IPS)平臺因其綜合數(shù)據(jù)源和決策支持功能而處于領(lǐng)先地位；加拿大的數(shù)字孿生技術(shù)在可視化和分析方面具有明顯優(yōu)勢；意大利的SCADA系統(tǒng)則凸顯了實時監(jiān)控和然而，這些案例也揭示了各自面臨的挑戰(zhàn)。美國的IPS目前還未引入人工智能管網(wǎng)的發(fā)展提供了寶貴的參考。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，全流程貫通，并輔以人工智能技術(shù)的支持，將有助總報告開安它，大數(shù)勢忻、物聯(lián)網(wǎng)1h證開安4提通過建設(shè)和遠營期通過建設(shè)和遠營期L聯(lián)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)信，應(yīng)用云校術(shù)產(chǎn)用支持設(shè)計全近程，壘面缸錄設(shè)計非據(jù)，并也管道施工和近維捉排施工施工告以加強施工現(xiàn)場過程精細化管理和提升施工階段數(shù)據(jù)采集自動化求平為目標(biāo)滿足后絲運背階段數(shù)據(jù)應(yīng)用和向設(shè)計階段進行數(shù)據(jù)回流需求，并推動施工階段的智能化應(yīng)唐以輔助進行項目管理…以提供物皆采購救率，祭低購資采購成本，或少收便庫存占形，保障物資供應(yīng)能力為T16以提供物皆采購救率，祭低購資采購成本，或少收便庫存占形，保障物資供應(yīng)能力為T16從標(biāo)準(zhǔn)化，此享互聯(lián)，種配的惟遭對物查計奶，采購.歷流，倉儲，實物，款悵采集及移交等環(huán)節(jié)進行需求分析和方案投計，邦起前后貫道，上一禪再外互聯(lián)三智慧資怯店鏈貫徹以貫徹以TPM(全員設(shè)備管理)為核心的設(shè)備管理理念.實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)感知.傳輸、存情，分析.實現(xiàn)設(shè)備專業(yè)化管理，實現(xiàn)關(guān)健設(shè)備拆解及建楔實現(xiàn)監(jiān)測，診斷，預(yù)警，使設(shè)備安全，可靠，經(jīng)濟，高效運行.實現(xiàn)系統(tǒng)操作便佬性實現(xiàn)智能化人機交互.提高設(shè)備管理本平。管貨告以SGADA產(chǎn)化為礎(chǔ)，優(yōu)化攔渤系統(tǒng)，實現(xiàn)天做設(shè)備遠程一是啟停，同時不斷提高耗分?jǐn)?，計景交驗管理水平、所煌大型管兩?yōu)化平白，實現(xiàn)世問運行能耗然收益缺選目臨以實規(guī)管宣智配化為國周以實規(guī)管宣智配化為國周非故史度就德檔，同黃4而大魏據(jù)分析技術(shù)實觀線路管理的智能決策支持：告告以提升公司QHSE腎理水平，提高管定應(yīng)總搶驗響應(yīng)效率為目標(biāo).通過應(yīng)急資源智能湖配，提高應(yīng)急反應(yīng)效率；實現(xiàn)應(yīng)急搶險智能處理：提高應(yīng)急決策支持水平這些成功的實踐和遇到的挑戰(zhàn)提醒我們，在追求智慧管網(wǎng)目標(biāo)的過程中，既要積極吸取國際上的先進經(jīng)驗，也要注重自身研發(fā)能力和技術(shù)儲備的建設(shè)。尤其是在智能感知、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)字孿生和知識庫構(gòu)建等方面，需要進行更為深入的研究和探索?；仡?018年和2019年中國智能管道大會，原中國石油管道公司與中國石化管道儲運公司分別介紹了各自的智慧油氣管網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃及系統(tǒng)設(shè)計方案，共同點在于均強調(diào)了智能感知、物聯(lián)網(wǎng)以及知識庫的關(guān)鍵作用，并分享了一系列核心技術(shù)特征。決應(yīng)急理規(guī)荊庫酸據(jù)蜜源池傳輸層有線通信皂數(shù)?化苔全業(yè)爺使來經(jīng)營物資就策應(yīng)用分析建段基礎(chǔ)業(yè)務(wù)服務(wù)組件能服務(wù)決策h合性隨蚌邊緣終端運營知期應(yīng)用層決策屋骨速管骨速管在中金盟畫管智位+一傳化上L臺全始字化些IE加識化智能化化物血⑦和與化4向建設(shè)上合化兩大合平工業(yè)合面帽國多岸有硬”工程登理七此槌心軟竹網(wǎng)“近年來，中國在智能管道領(lǐng)域取得了長足的進步，尤其是在智能感知技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用方面。比如，借助先進的傳感網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)對管道環(huán)境(如溫度、壓力、腐蝕狀況等)的全面監(jiān)控。這種密集的數(shù)據(jù)收集不僅有利于實時跟蹤管道的狀態(tài)，而且為故障預(yù)判和緊急響應(yīng)提供了堅實的基礎(chǔ)。同時，基于云服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)平臺能有效處理大量信息，確保數(shù)據(jù)的迅速傳輸、安全存儲和深度分析，從而顯著增強了管道管理的智能化程度。在大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域，中國的智能管道建設(shè)同樣表現(xiàn)出色。采用機器學(xué)習(xí)算法，可以從過往數(shù)據(jù)中提煉出潛在的風(fēng)險指標(biāo)，實現(xiàn)對管道泄漏、材料老化等問題的早期檢測和預(yù)防。加上地理信息系統(tǒng)(GIS)的應(yīng)用，使得管道網(wǎng)絡(luò)的布局和狀態(tài)得以更加直觀地呈現(xiàn)，為管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計和維修效率的提升提供了科學(xué)指導(dǎo)。這一系列跨學(xué)科技術(shù)的融合應(yīng)用，大幅提高了管道系統(tǒng)的安全性。數(shù)字孿生技術(shù)在中國智能管道項目中的應(yīng)用尤為突出。通過建立虛擬管道模型，可以在模擬環(huán)境中測試不同的運行場景，幫助技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計漏洞或操作錯誤，減少建設(shè)和維護成本。更重要的是，數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)了物理實體與數(shù)字模型間的雙向交互，即物理管道的任何變化都會即時反映到數(shù)字模型中，反之亦然。這樣的高同步性和互操作性，為智能管道的動態(tài)監(jiān)管和性能優(yōu)化開辟了新的路徑，促進了中國智能管道技術(shù)向更高水平邁進。三、智慧油氣管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作面臨的挑戰(zhàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一各異。這種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一性會導(dǎo)致設(shè)備間的兼容術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一性不僅增加了系統(tǒng)集成和維護的復(fù)雜性，限制了新技術(shù)的應(yīng)用推應(yīng)對復(fù)雜的工作環(huán)境和專業(yè)功能需求。當(dāng)前，不僅準(zhǔn)體系也未能充分涵蓋這些設(shè)備在設(shè)計、制造、安裝他關(guān)鍵領(lǐng)域如設(shè)備互操作性、數(shù)據(jù)格式、通信協(xié)議且耗時的任務(wù)，需要跨學(xué)科的合作和深入的行通信的無縫銜接等應(yīng)用層面的安全和功能問題仍可能暴露出來。銷商等，各自擁有獨立的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)往受到法律和合規(guī)性的限制。如何在保護隱私和安全的前提下實現(xiàn)有效數(shù)據(jù)共享，是當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化工作需要解決的關(guān)鍵問題。再協(xié)議可能形成技術(shù)壁壘，增加了數(shù)據(jù)共享的難度。從互操作性方面看，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采用的通信協(xié)議種類繁多，如MQTT、CoAP、HTTP等，這些協(xié)議之間的不兼容性限制了設(shè)備間的互操作性。設(shè)備生成的數(shù)據(jù)可能采用不同的格式，這要求系統(tǒng)必須能夠解析和處理多種數(shù)據(jù)格式，增加了互操作性的復(fù)雜性。油氣管網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)由眾多標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會和行業(yè)主管部門分別管理(詳細信息見附錄C),這種分散的管理模式不僅增加了標(biāo)準(zhǔn)化工作的復(fù)雜性，還導(dǎo)致了立項過程的封閉性，即標(biāo)準(zhǔn)立項往往不公開征集需求，而是由特定部門依據(jù)自身判斷直接決定，這可能造成需求覆蓋的不充分或優(yōu)先級的不合理設(shè)定。其次，由于缺乏有效的協(xié)調(diào)機制，不同委員會間發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)了交叉、重復(fù)甚至相互矛盾的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了標(biāo)準(zhǔn)體系的統(tǒng)一性和適用性。再者，油氣管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作在很大程度上受限于石油石化行業(yè)的框架內(nèi)，導(dǎo)致國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量與內(nèi)容受限，難以充分滿足油氣管道智能化發(fā)展的迫切需求。最后，各標(biāo)準(zhǔn)化組織之間存在明顯的“信息孤島”,信息流通不暢，缺乏有效共享與溝通機制，阻礙了標(biāo)準(zhǔn)化工作的協(xié)同效率。尤其值得注意的是，當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)體系在信息技術(shù)應(yīng)用、生產(chǎn)安全、數(shù)據(jù)安全等關(guān)鍵領(lǐng)域與油氣管道智能化轉(zhuǎn)型的實際需求存在脫節(jié)，亟待進一步完善以適應(yīng)新興技術(shù)的快速發(fā)展。智慧管網(wǎng)三維體系架構(gòu)為了適應(yīng)未來智慧管網(wǎng)建設(shè)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以及為將來的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧管網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)指引方向。對現(xiàn)行的油氣管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系(如圖4.1)進行了重新構(gòu)建，引入了一種全新的三維體系架構(gòu)模型。這一創(chuàng)新借鑒了歐洲智能電網(wǎng)架構(gòu)的設(shè)計理念，重點在于整合對象維度、全生命周期維度和互操作維度，形成智慧管網(wǎng)的立體化標(biāo)準(zhǔn)框架。油氣管道油氣管道地下儲氣庫油氣管道儲氣庫智能化地下儲氣庫編碼規(guī)范數(shù)據(jù)字典三維模型數(shù)字化設(shè)計平臺數(shù)字化交付地下儲氣庫智能工地油氣管道地下儲氣庫集團企標(biāo)前期采購設(shè)計線路電氣通信其他電氣通信地質(zhì)其他標(biāo)準(zhǔn)格式技術(shù)指南四、智慧油氣管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)思路四、智慧油氣管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)思路該模型由三個維度構(gòu)成：對象維度、全生命周期維度和互操作維度?；ゲ僮骶S度互操作維度圖4-2智慧管網(wǎng)架構(gòu)示意圖在對象維度上，模型涵蓋了線路、站場、儲氣庫和LNG接收站四個核心元素，分別代表了商品油氣輸送管道、油氣處理設(shè)施、地下天然的接收、存儲和轉(zhuǎn)化中心，見表4-1。程，確保了管網(wǎng)建設(shè)與運營的每個階段都能得到有效的管理和控制。構(gòu)的核心。感知層負責(zé)收集和傳輸現(xiàn)場數(shù)據(jù)，交互層處理數(shù)據(jù)存儲、分析和設(shè)備間的通信，而應(yīng)用層則實現(xiàn)了智慧管網(wǎng)的具體功能和服務(wù)，見表4-2。表4-1對象維度各層次的含義表線路企業(yè)之間輸送商品油氣(包括原油、成品油、天然氣、煤制氣等)的管道線路站場儲氣庫天然氣注入、儲存、采出的地下地面一體化系統(tǒng)LNG接收站包括接收、儲存、氣化、外輸及裝車轉(zhuǎn)運等功能智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告表4-2互操作維度各層次的含義表感知層對應(yīng)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)里面的感知層(端層)設(shè)備。用于實現(xiàn)管網(wǎng)業(yè)務(wù)智慧化運行現(xiàn)場所需數(shù)據(jù)信息的感知、采集、傳輸?shù)挠布蜍浖换訉?yīng)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)里面的網(wǎng)絡(luò)層+部分平臺層。用于完成數(shù)據(jù)信息的儲存、查看、調(diào)取、分析的虛擬軟件與網(wǎng)絡(luò)配置，規(guī)定系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備設(shè)施之間實現(xiàn)信息交互的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)交換程序、信息對象、數(shù)據(jù)模型等應(yīng)用層對應(yīng)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)里面的平臺層。用于實現(xiàn)智慧管網(wǎng)的各項具體功能及服務(wù)三維業(yè)務(wù)模型不僅與現(xiàn)有的油氣輸送管道規(guī)范無縫對接，還前瞻性地融入了智能管網(wǎng)建設(shè)的考量，為未來的標(biāo)準(zhǔn)化進程明確了路徑。下面，我們將聚焦于互操作性的兩個關(guān)鍵層面——感知層與應(yīng)用層，進行深入探討。從應(yīng)用層視角切入，我們可將三維業(yè)務(wù)框架重塑為一個由橫向的對象層與縱向的全生命周期層構(gòu)成的二維業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)。這一重構(gòu)旨在對諸如管線、站場、液化天然氣(LNG)設(shè)施以及儲氣庫等具體對象層中的各個領(lǐng)域，在其整個生命周期中所需達成的功能要求進行全面剖析。具體的功能需求分析，詳述于下文的表4-3中。這樣的調(diào)整旨在清晰展示如何在維持現(xiàn)有系統(tǒng)兼容性的同時，增強對未來智慧管網(wǎng)建設(shè)的支持，并通過細致劃分應(yīng)用層功能，確保每一環(huán)節(jié)都能有效對接并發(fā)揮最大效能。表4-3基于應(yīng)用層的二維業(yè)務(wù)框架可研與設(shè)計各對象的投資建設(shè)規(guī)劃、智能勘察、設(shè)計階段完整性管理、異地協(xié)同設(shè)計、設(shè)計共享審查。各對象的工程建設(shè)項目管理、施工驗收完整性管理、智能供應(yīng)鏈、智能工地、竣工驗收電子化移交。表4-3基于應(yīng)用層的二維業(yè)務(wù)框架(續(xù))運行維護線路對象的試運投產(chǎn)、智能運行調(diào)度、線路完整性管理；其他各對象的能耗優(yōu)化、油氣質(zhì)量管理與計量、罐區(qū)智能化調(diào)度、站場完整性管理。性管理規(guī)范》范》各對象的廢棄計劃管理、廢棄物資管理、廢棄路由管理。尚無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)同上，從感知層的角度出發(fā)，將三維業(yè)務(wù)框架轉(zhuǎn)化為橫向的對象層與縱向的全生命周期層的二維業(yè)務(wù)架構(gòu)。分析對象層(線路、站場、LNG接收站、儲氣庫)各個子域在全生命周期各階段需要實現(xiàn)的功能需求，見表4-4。可研與設(shè)計各對象的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、環(huán)境條件、管線狀況等的精確測量和實時監(jiān)測，以支持智能勘察、設(shè)計階段的完整性管理以及異地協(xié)同設(shè)計。這包括使用傳感器和無人機進行地形測繪，以及利用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集和傳輸數(shù)據(jù)。傳感器性能的試驗方法》等等各對象的工程質(zhì)量控制，實現(xiàn)智能供應(yīng)鏈管理，通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控施工過程，保證施工驗收的完整性，同時支持竣工驗收時的數(shù)據(jù)電子化移交。尚無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)運行維護線路對象運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，支持智能運行調(diào)度，同時監(jiān)測站場、儲氣庫、尚無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)助各個對象廢棄計劃的執(zhí)行，監(jiān)測廢棄物資處理過程，以及對廢棄路由進行安全監(jiān)控，確保環(huán)境安全和合規(guī)性。尚無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)知層(交互層同理)的視角切入，將三維架構(gòu)展開成以對象層為橫軸和全生命周期層為縱軸的二維業(yè)務(wù)架構(gòu)。根據(jù)功能需求(如表4-3,表4-4中描述的功能需求),在此二維業(yè)務(wù)架構(gòu)中嵌入現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，我們可以以此識別出缺失或需要創(chuàng)建的新標(biāo)準(zhǔn)。并整合至二維架構(gòu)中，適用于可行性研究與設(shè)計階段的線路、站場，儲氣庫，和通過這樣的梳理與補充，我們可以確保業(yè)務(wù)架構(gòu)在所有準(zhǔn)化的制定指明了方向。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧油氣管網(wǎng)中的發(fā)展趨勢隨著國家油氣體制改革的深入推進，形成“X+1+X”(上游多元主體多渠道供應(yīng)油氣資源+全國一張網(wǎng)+下游終端主體良性競爭)市場體系，油氣管道的管容作為一種商品可以進行交易。油氣生產(chǎn)商、貿(mào)易商和消費者(客戶)都不同程度地參與管網(wǎng)運行，各方有不同的數(shù)據(jù)需求，需要進行信息共享，物聯(lián)網(wǎng)參與建立各方能夠共同參與的公平開放大平臺。在管網(wǎng)互聯(lián)互通過程中，管輸介質(zhì)多品類順序輸送，拓撲結(jié)構(gòu)多進多出，管網(wǎng)正在成為難以精準(zhǔn)刻畫的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。管網(wǎng)中的運行設(shè)備類型繁雜、數(shù)量龐大，設(shè)備狀態(tài)直接關(guān)乎調(diào)控方案的制定，而管網(wǎng)運行受油氣開采、經(jīng)濟周期、氣候、貿(mào)易等多因素影響，難以采用機理建模，只能通過數(shù)據(jù)進行分析與預(yù)測，同時管網(wǎng)系統(tǒng)空間開放，與自然環(huán)境、社會環(huán)境實時交互，無法封閉運行。因此，只有建立綜合感知體系，才能實現(xiàn)管輸介質(zhì)、油氣生產(chǎn)商和消費者(客戶)、自然環(huán)境、管道系統(tǒng)的信息感知，并在此基礎(chǔ)上運用大數(shù)據(jù)分析、數(shù)字孿生等人工智能技術(shù)將數(shù)據(jù)變成信息和知識，用知識指導(dǎo)管網(wǎng)智能化運營，從而實現(xiàn)安全、綠色、高效運行和價值服務(wù)的運營目標(biāo)。智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了全面感知管道線路、站場等關(guān)鍵業(yè)務(wù)領(lǐng)域動態(tài)數(shù)據(jù)；建立一體化數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字平臺；基于數(shù)字平臺建立數(shù)字孿生體和知識庫智能化平臺；構(gòu)建資產(chǎn)管理、生產(chǎn)運行、工程建設(shè)等關(guān)鍵業(yè)務(wù)智能化應(yīng)用；從科技、標(biāo)準(zhǔn)等方面建立智慧管網(wǎng)支撐體系，聯(lián)合上下游企業(yè)、監(jiān)管機構(gòu)等打造能源生態(tài)?？傮w藍圖構(gòu)架見圖6-1。韌望輕薄生態(tài)支霍件系字字韓韓甚站用一陳化業(yè)務(wù)店用陰技發(fā)…故據(jù)賠站個性化細外社命叢眾決檢世轉(zhuǎn)物質(zhì)5謝加電話工程建設(shè)管道傾霜世語站場rL能2t1二收塘0氣庫a圖6-1智慧管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)總體藍圖油氣管網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)感知體系經(jīng)歷了以運行參數(shù)遠程測控為主的“測到”“測準(zhǔn)”階段到信息自動分析的“測知”階段的躍遷。20世紀(jì)70年代，油氣管道輸送工藝以旁接油罐的開式流程為主，檢測儀表多為指針式機械表就地顯示溫度、壓力等運行參數(shù)。20世紀(jì)90年代，隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，各種變送器開始得到應(yīng)用，測量電路能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)遠程傳感功能。2000年以后，新型傳感器具備通信協(xié)議，能夠自動調(diào)節(jié)量程，具有一定自診斷功能的傳感器開始得到應(yīng)用，管道行業(yè)進入智能傳感器時代，但相關(guān)傳感器還是圍繞運行參數(shù)開展測量。近年來，隨著工業(yè)4.0和智能制造興起，具備邊緣計算和云計算功能的智能感知傳感系統(tǒng)開始應(yīng)用于管網(wǎng)，如：具備移動目標(biāo)探測功能的智能攝像頭、具備設(shè)備在線監(jiān)測和診斷功能的智能終端等智能感知系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，管網(wǎng)感知從以工藝運行為主，提升到全方位管控的狀態(tài)感知，達到智能感知水平。油氣管網(wǎng)智能化正朝著“安全輸送、高效運行、價值服務(wù)”的方向邁進(圖6-2)。這一進程以智能化水平的提升為手段，旨在確保管網(wǎng)資產(chǎn)安全運行、優(yōu)化管輸資源配置、提高管網(wǎng)系統(tǒng)供應(yīng)的可靠性和用戶的滿意度。通過數(shù)字化和智能化，油氣管網(wǎng)將成為新型能源體系中互聯(lián)互通的神經(jīng)中樞，統(tǒng)一不同能源間的信息流，實現(xiàn)資源的高效協(xié)同。鑒于油氣的能量密度高、存儲和輸運便捷，它將在儲能、調(diào)峰和應(yīng)急響應(yīng)中發(fā)揮核心作用。本質(zhì)安全公共安全智慧油氣管網(wǎng)的技術(shù)路線包括三個階段：(1)創(chuàng)新示范：2023-2025年管網(wǎng)智能化近期目標(biāo)為：打造智能管道示范工程，在總結(jié)示范項目的建設(shè)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)勘查、設(shè)計、施工、運營一體化，初步建成新一代信息技術(shù)與智慧運營應(yīng)用體系。完成管網(wǎng)智能化頂層設(shè)計，形成智能感知、數(shù)據(jù)存儲與數(shù)據(jù)管理關(guān)鍵技術(shù)體系。(2)加速突破：2026-2030年管網(wǎng)智能化短期目標(biāo)為：管網(wǎng)智能化理論與技術(shù)實現(xiàn)重大突破、全面掌握管網(wǎng)智能化設(shè)計、建造、到運營全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)。該階段是智慧管網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵時期，深化管網(wǎng)在智慧建設(shè)、智慧裝備、智慧運營、知識庫、數(shù)字孿生等關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)智慧管網(wǎng)技術(shù)突破。(3)全面提升：2031-2035年管網(wǎng)智能化遠期目標(biāo)為：管網(wǎng)應(yīng)用由輔助協(xié)同向自主操控升級，實現(xiàn)管網(wǎng)運營全面自主運營，初步具備自學(xué)習(xí)能力。管網(wǎng)智能化技術(shù)推廣至更廣泛的范圍與領(lǐng)域，初步具備智慧能源互聯(lián)功能。通過這些階段的推進，中國管道智能化將逐步實現(xiàn)其愿景，為能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。展望未來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧油氣管網(wǎng)中的標(biāo)準(zhǔn)化工作將面臨技術(shù)快速迭代、跨領(lǐng)域融合、數(shù)據(jù)安全隱私保護、國際標(biāo)準(zhǔn)競爭以及標(biāo)準(zhǔn)化體系構(gòu)建等挑戰(zhàn)，同時亦蘊含著推動產(chǎn)業(yè)升級、促進技術(shù)創(chuàng)新、優(yōu)化市場準(zhǔn)入、助力環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、提升國際競爭力和社會經(jīng)濟效益的寶貴機遇。應(yīng)對這些挑戰(zhàn)與把握機遇，需要標(biāo)準(zhǔn)化工作不斷創(chuàng)新，強化跨行業(yè)合作，加強國際交流，以前瞻性視角構(gòu)建全面協(xié)調(diào)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，引領(lǐng)智慧油氣管網(wǎng)向更加高效、安全、綠色和國際化的方向發(fā)展。當(dāng)前油氣管網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的正在從智能化向智慧化邁進的關(guān)鍵時期，局部展現(xiàn)平臺化特點。已經(jīng)建立了智慧管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，建立了廣泛的連接，隨著技術(shù)的不斷進步，未來的油氣管網(wǎng)不僅將變得更加智能化，還將融入更多前沿科技，如量子通信、高性能計算、無人集群等，以進一步提升其安全性、效率與服務(wù)質(zhì)量。量子通信技術(shù)以其絕對的安全性成為未來通信領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，在油氣管網(wǎng)中，可以利用量子密鑰分發(fā)(QKD)技術(shù)確保數(shù)據(jù)傳輸過程中的信息安全，防止敏感數(shù)據(jù)被竊取或篡改。高性能計算(HPC)技術(shù)能夠處理大規(guī)模數(shù)據(jù)集，實現(xiàn)復(fù)雜模型的快速計算，可以用來模擬管道內(nèi)流體的動力學(xué)行為，預(yù)測潛在故障點，優(yōu)化管網(wǎng)布局與維護計劃。無人集群技術(shù)，包括無人機、無人船、無人車等，將在油氣管網(wǎng)的日常巡檢、維護作業(yè)中發(fā)揮重要作用，能夠深入人員難以到達的區(qū)域執(zhí)行任務(wù)，通過搭載高精度傳感器和先進的導(dǎo)航系統(tǒng)，自主完成任務(wù)，并將收集到的數(shù)據(jù)實時回傳至管理中心。智能化與自動化決策方面，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，油氣管網(wǎng)將形成一個龐大的感知網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析和機器學(xué)習(xí)算法，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、處理到?jīng)Q策制定的全流程自動化，能夠在面對突發(fā)事件時迅速評估影響范圍，自動調(diào)整生產(chǎn)計劃，指導(dǎo)應(yīng)急響應(yīng)措施。此外，虛擬現(xiàn)實(VR)和增強現(xiàn)實(AR)技術(shù)為油氣管網(wǎng)的操作培訓(xùn)、遠程協(xié)作提供了新的可能，技術(shù)人員可以通過VR技術(shù)模擬真實工作場景進行虛擬訓(xùn)練，而AR技術(shù)則允許現(xiàn)場工作人員佩戴特殊眼鏡，直接在視野中看到設(shè)備的詳細信息、操作指南等，極大地提升了工作效率和安全性。通過融合這些先進技術(shù)，未來油氣管網(wǎng)將構(gòu)建起一個更加安全、可靠、高效的能源傳輸體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)由零散分布向集中統(tǒng)一共享轉(zhuǎn)變、平面管理向三維可視化管理轉(zhuǎn)變、資源調(diào)配由局部優(yōu)化向全時段全局優(yōu)化轉(zhuǎn)變、精細管理向精準(zhǔn)管理轉(zhuǎn)變、人工判斷決策管理向人機結(jié)合判斷決策管理轉(zhuǎn)變的五大管理變革。展望未來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油氣管網(wǎng)中的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展方向?qū)⒕劢褂谝韵聨讉€關(guān)鍵領(lǐng)域，以促進技術(shù)的成熟、系統(tǒng)的互操作性和行業(yè)的整體進步：跨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)作：加強與其他行業(yè)如信息技術(shù)、通訊、自動化等領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)作，共同制定跨行業(yè)的通用標(biāo)準(zhǔn)，確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油氣管網(wǎng)中的應(yīng)用能夠與更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)無縫對接。數(shù)據(jù)安全與隱私保護標(biāo)準(zhǔn)：鑒于數(shù)據(jù)安全和隱私保護的日益重要，未來將加強制定和更新相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)在收集、傳輸和存儲數(shù)據(jù)時遵守嚴(yán)格的安全協(xié)議，保護用戶信息不受侵害。智能化與自動化標(biāo)準(zhǔn)：隨著AI、機器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析在油氣行業(yè)的深入應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)化工作將側(cè)重于制定智能決策、自動化操作和預(yù)測性維護方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提升油氣管網(wǎng)的智能化水平。環(huán)境監(jiān)測與綠色標(biāo)準(zhǔn)：考慮到可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將更多地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測和節(jié)能減排，標(biāo)準(zhǔn)化將涵蓋綠色能源管理和碳足跡追蹤，推動油氣行業(yè)向低碳環(huán)保的方向轉(zhuǎn)型。5G與邊緣計算標(biāo)準(zhǔn)：隨著5G通信和邊緣計算技術(shù)的普及，標(biāo)準(zhǔn)化將著眼于這些新技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的融合，制定相關(guān)通信協(xié)議和數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)，提高數(shù)據(jù)傳輸速率和國際標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略：加強與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的合作，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定，提升中國在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的國際影響力，推動中國標(biāo)準(zhǔn)走向世界。動態(tài)更新與敏捷響應(yīng)：面對快速變化的技術(shù)環(huán)境，標(biāo)準(zhǔn)化體系需要具備敏捷性，能夠快速響應(yīng)技術(shù)進步和市場需求，定期更新標(biāo)準(zhǔn)，保持其先進性和實用性。人才培養(yǎng)與教育：標(biāo)準(zhǔn)化不僅僅是技術(shù)規(guī)范，還需要培養(yǎng)一支熟悉標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)人才隊伍，通過教育和培訓(xùn)，提高行業(yè)人員對標(biāo)準(zhǔn)的理解和應(yīng)用能力，確保標(biāo)準(zhǔn)的有效實施。通過這些發(fā)展方向，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油氣管網(wǎng)中的應(yīng)用將更加成熟、安全、高效和可持續(xù)，為智慧油氣管網(wǎng)的建設(shè)提供強有力的支持。智能建造是指，通過現(xiàn)代信息技術(shù)、現(xiàn)代制造技術(shù)與以新型工業(yè)化為主導(dǎo)的先進建造技術(shù)深度融合，實現(xiàn)以數(shù)據(jù)驅(qū)動的工程勘察、設(shè)計、生產(chǎn)、施工和交付全過程，智能工程裝備應(yīng)用與智能決策等比例與能力大幅提升，具有自感知、自決策、自執(zhí)行、自學(xué)習(xí)和自優(yōu)化等特征的新型建造方式。智慧工地是智能建造最主要的表現(xiàn)方式之一，但智能建造緊緊進行智慧工地建設(shè)是不全面的，應(yīng)該配合相應(yīng)的智能化工程裝備及先進的施工工法才能達到良好的利用智能化施工設(shè)備和新一代信息技術(shù)來改變管道項目施工現(xiàn)場工作方式和感知。借助標(biāo)準(zhǔn)化的工程建造自動識別與數(shù)據(jù)采集技術(shù)，包括標(biāo)識編碼、數(shù)據(jù)載體(二維碼和RFID等)、標(biāo)識解析技術(shù)，可快速掃描、精確識別的特點，在物資生產(chǎn)制造、采辦調(diào)撥、現(xiàn)場施工等環(huán)節(jié)，通過掃碼完成工程數(shù)據(jù)的自動識別與采集，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的全過程管理；采用二維碼和RFID技術(shù)封裝人員信息，通過終端設(shè)備掃描證件后，準(zhǔn)確識別現(xiàn)場人員基本資料、崗位職責(zé)、資質(zhì)證件等關(guān)鍵信息，提高現(xiàn)場人員管控力度，強化入場合規(guī)性，有效杜絕安全隱患；對施工設(shè)備進行改造，實現(xiàn)影響焊接質(zhì)量重要參數(shù)的實時采集，并利用二維碼、電子標(biāo)簽技術(shù)將實時采集的施工過程數(shù)據(jù)與通過移動終端采集的施工結(jié)果數(shù)據(jù)、施工管理數(shù)據(jù)進行集成；在施工現(xiàn)場組建視頻監(jiān)控系統(tǒng)，規(guī)范現(xiàn)場人員施工行為，為管理者提供遠程監(jiān)管手段。形成智慧工地為平臺的工程項目全面在線管理。墻潛暫新化及時分析全國陵知開博域共草是供擇9理口，新配教共g工地空針?biāo)阋惑w橋蓮捶幄縣01現(xiàn)場采用物聯(lián)網(wǎng)智能終端對焊機進行改造，實時采集焊機的電壓、電流及環(huán)境數(shù)據(jù)實現(xiàn)焊接質(zhì)量的實時評價；焊口采用AUT全自動超聲進行檢測，并將數(shù)據(jù)上傳進行專家的遠程評價；現(xiàn)場搭建無線視頻攝像頭，對現(xiàn)場施工過程進行全方位監(jiān)控和智能識別，避免違章施工。所有的工程車輛的位置備的位置管理，管材等物資吊運進度。智能工地的建設(shè)目標(biāo)不僅是加強工程施工質(zhì)量、保障管道本質(zhì)安全，還是帶動工程項目管理司數(shù)字化轉(zhuǎn)型必不可少的一項任務(wù)。通過智能工地建設(shè)，提升施工過程自動感知方面的管理問題，促使計劃更合理，預(yù)警預(yù)程數(shù)字化管理。a)智能感知功能應(yīng)涵蓋視頻影像自動采集、焊接工況自動b)關(guān)鍵工序智能化管理功能應(yīng)涵蓋焊接全流程管理、無損檢測全流程溝全流程管理、重點工序方案審批全流程管理、高危作業(yè)c)智能識別分析功能應(yīng)涵蓋重點區(qū)域進出人員智能識別分析、施工質(zhì)量在線分析、施工現(xiàn)場不安全場景識別分析、影像文字識別、施工資源預(yù)測預(yù)警、設(shè)備故障在線監(jiān)測、無損監(jiān)測底片缺陷識別分析等。升級，通過與先進技術(shù)的融合支持工程智能化施工及管理現(xiàn)場進行場景化的模擬和狀態(tài)預(yù)測，通過提升智能感知感知可視，實現(xiàn)綠色安全施工。智能建造方案應(yīng)能支程同生共長，為運營期提供運營支撐。圍繞油氣管網(wǎng)工程理深度融合的新型施工管控模式。智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告在當(dāng)今復(fù)雜的能源輸送環(huán)境中，確保地下管道安全運行已成為行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)，特別是在第三方活動可能對管道造成損害的背景下。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，一套集成先進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能響應(yīng)機制的綜合監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運而生，致力于全方位、多層次地保護管道安全，抵御外界干擾。(光纖、視頻、無人機)第三方管控——光纖、視頻、點式傳感器融合精準(zhǔn)預(yù)警模型視頻監(jiān)控動，溫度溫度，應(yīng)變數(shù)據(jù)曾道伴行光纜1市式早光干多考四樞器)應(yīng)變(光纖、視頻)中俄管道變圖A-2第三方主動管控示意圖該系統(tǒng)的核心依托于分布式的光纖傳感網(wǎng)絡(luò)，采用光干涉技術(shù)，能夠高密度、連續(xù)監(jiān)測管道沿線的振動、土壤溫度場和應(yīng)變變化，捕捉第三方活動的早期跡象，為異常行為的預(yù)警提供了強有力的數(shù)據(jù)支持。點式MEMS(微機電系統(tǒng))傳感器在關(guān)鍵節(jié)點的部署，增強了局部區(qū)域的監(jiān)測精度，無論是細微的振動、溫度波動還是應(yīng)變變管體應(yīng)變傳感器的直接安裝，進一步強化了對管道自身健康狀況的監(jiān)控，持續(xù)監(jiān)測管體應(yīng)力狀態(tài)，確保即使在極端條件下，也能及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化，防止由第三方活動引發(fā)的潛在損害。無人機智能巡檢系統(tǒng)的引入，為管道安全監(jiān)控開啟了新篇章。這些智能無人機從沿線預(yù)設(shè)的機庫中自動起飛，通過無線網(wǎng)絡(luò)與管道邊緣服務(wù)器緊密連接，執(zhí)行定點飛行任務(wù)和周期性巡檢，能夠在接到異常信號時迅速抵達現(xiàn)場，搭載的高清攝像裝備為遠程評估第三方活動的真實情況提供了第一視角。在管道沿線的高后果區(qū)，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)扮演著至關(guān)重要的角色。固定式智能攝像頭，配合邊緣計算模塊，實現(xiàn)了對視頻流的實時分析，能夠自動識別機械挖掘、非授權(quán)進入等潛在威脅，即時觸發(fā)報警，并將關(guān)鍵數(shù)據(jù)同步傳輸至監(jiān)控中心，為緊急響應(yīng)提供決策依據(jù)。光纖預(yù)警系統(tǒng)作為整個監(jiān)控體系的神經(jīng)中樞，實現(xiàn)全時全域的實時監(jiān)測，一旦檢測到異常信號，即刻激活響應(yīng)機制，無人機與地面團隊迅速聯(lián)動，高效核實現(xiàn)場情況，形成從預(yù)警到處置的閉環(huán)管理流程。這一系列創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，顯著提升了管道安全管理水平，開創(chuàng)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在基礎(chǔ)設(shè)施保護領(lǐng)域的新紀(jì)元。它不僅能夠有效預(yù)防和管控第三方活動對管道設(shè)施的潛在危害，確保能源輸送的順暢與安全，還體現(xiàn)了科技與環(huán)境保護相融合的現(xiàn)代理念。這一解決方案，不僅代表了管道行業(yè)向智慧化、高效化和可持續(xù)化方向邁進的重要一步，更為全球能源輸送網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定奠定了堅實的技術(shù)基石。展望未來，隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用場景的日益拓展，智能監(jiān)控與響應(yīng)系統(tǒng)將在確保管道安全方面發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用。它不僅能夠抵御第三方活動帶來的威脅，還將成為促進能源行業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保障社會經(jīng)濟穩(wěn)定運行的關(guān)鍵力量。通過持續(xù)優(yōu)化和創(chuàng)新，業(yè)界期待與合作伙伴共同努力，開創(chuàng)一個更加安全、智能、綠色的能源輸送新時代。通過這樣的系統(tǒng)，行業(yè)將能夠更好地應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)，確保能源輸送網(wǎng)絡(luò)的長期穩(wěn)定與安全。隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)和油氣管道建設(shè)進程的進一步加快，管道建設(shè)和運營的外部環(huán)境日趨復(fù)雜。部分油氣管線穿越人口密集區(qū)、地下油氣管道與市政管網(wǎng)交叉等情況，給油氣管道安全和穩(wěn)定供應(yīng)造成諸多不安全因素。同時，油氣管道本體安全也給社會公共安全帶來了巨大的考驗。統(tǒng)計表明，我國50%以上的油氣管道事故來自第三方入侵，包括機械施工、人工挖掘等威脅事件。人工巡線難以覆蓋管道全線，特道安全隱患，容易錯過最佳處置時機。利用管道同溝敷設(shè)的通信光纖中的冗余光纖，形成分布式光纖傳感器。通過光纖預(yù)警設(shè)備高精度感知、高保真還原振動信號，Al分析服務(wù)器精準(zhǔn)識別入侵事件類型、位置，并產(chǎn)生告警。預(yù)警管理系統(tǒng)對上報的告警信息進行初步定級、處理后，將相關(guān)數(shù)據(jù)同步至光纖預(yù)警系統(tǒng)。光纖預(yù)警系統(tǒng)對告警事件進行優(yōu)化，提升告警有效率。管道巡線系統(tǒng)根據(jù)上報的告警，與視頻監(jiān)控和周邊系統(tǒng)聯(lián)動，遠程核實現(xiàn)場情智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告智慧油氣管網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化研究報告地埋油氣管道管道巡線系統(tǒng)地埋油氣管道管道巡線系統(tǒng)光纖預(yù)警系統(tǒng)(中心)光纖預(yù)警系統(tǒng)(區(qū)域)平臺層感知層圖A-3管道光纖預(yù)警部署架構(gòu)業(yè)區(qū)人員根據(jù)告警信息，多次及時制止管道周邊收站在其儲運環(huán)節(jié)中扮演著重要角色。作為生產(chǎn)中常見的重點監(jiān)管的危險化學(xué)品，作業(yè)過程主要依賴現(xiàn)場監(jiān)護人監(jiān)督、巡檢人員巡查，后方人員無法實時遠程了解現(xiàn)場情況?，F(xiàn)場監(jiān)督人員不足，導(dǎo)致作業(yè)違規(guī)及風(fēng)險無法及時發(fā)現(xiàn)、提醒。場站早期規(guī)劃的攝像頭對作業(yè)地點的覆蓋不足，拍攝角度和高度無法靈活適配現(xiàn)場采集視附錄附錄A:典型場景頻圖像、作業(yè)合規(guī)性的監(jiān)督要求，且視頻點位普遍不具備AI能力。大量智能終端的部署雖可緩解該問題，但作業(yè)現(xiàn)場無線信號覆蓋不全、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、帶寬不足、延時大，有線網(wǎng)絡(luò)施工周期長、投入大、風(fēng)險大、后期維護成本高不利于靈活作業(yè)，形成利用5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬、低時延、大連接特性，在LNG企業(yè)建立5G專網(wǎng)，實現(xiàn)全方位覆蓋、數(shù)據(jù)不出園區(qū)，為現(xiàn)場作業(yè)提供大帶寬、低延時，實現(xiàn)廣物聯(lián)、多路高清移動視頻實時上傳、監(jiān)管人員可與作業(yè)施工人員流暢溝通。5G核心網(wǎng)下沉園區(qū)，專網(wǎng)專用，獨占帶寬資源，保障數(shù)據(jù)安全，有效避免網(wǎng)絡(luò)攻擊。圖A-45G智慧LNG園區(qū)深圳首發(fā)通過5G+數(shù)字化作業(yè)，部署各種5G智能終端，實現(xiàn)視頻智能巡檢和作業(yè)許可線上流轉(zhuǎn)，讓數(shù)據(jù)多跑腿，讓員工少跑路，降低巡檢漏檢率。利用5G網(wǎng)絡(luò)，全范圍部署智能終端，在作業(yè)現(xiàn)場靈