基于阴极保护数字化指引系统的安全监管新模式.pdf

第 卷 第 期安全 年 月 引用格式：于瑶，戴联双，王贝，等 基于阴极保护数字化指引系统的安全监管新模式 安全，（）：作者简介：于瑶（），女，吉林松原人，硕士，工程师，主要从事油气管道生产运维管理工作。：基于阴极保护数字化指引系统的安全监管新模式于瑶工程师戴联双高级工程师王贝高级工程师王修云高级工程师刘崇（国家石油天然气管网集团有限公司 生产部，北京 ；安科工程技术研究院（北京）有限公司，北京 ）【摘要】为改善传统阴极保护数据人工采集的弊端，实现电位的综合自动分析和预警，通过对阴极保护业务对象、业务规则和业务过程的数字化管理，开发了阴极保护数字化指引系统。研究表明：该系统可实现测试人员位置与测试桩位置自动校核，日常阴极保护测试数据自动图像识别上传、存疑数据校核与复测、数据分析与预警等，实现了阴极保护日常工作的数字化管理，降低了管道阴极保护系统的管理和运维成本，提高了阴极保护系统的安全监管能力，做到了隐患的及时发现与处理，有效降低了人因失误的发生率，奠定了管网安全生产系统数字整合的基础，明确了数字化安全监管新模式对国家管网生产安全的重要意义。【关键词】阴极保护；数字化；天然气管道；监管中图分类号：文献标识码：文章编号：（）基金资助：国家石油天然气管网集团有限公司科学研究与技术开发项目（）（，；（），）：，年第 期经验分享?，：；引言截至 年底，中国大陆的天然气管道里程约 万 。管道的运维管理活动包括防腐层管理、阴极保护管理、作业管理、巡检管理、修复管理和检测管理等，这些活动是保障管道安全平稳运行的关键。传统的管道运维管理和监管主要依赖人工操作，无法实现实时管控，难以确保作业的安全性。近年来，数字化技术迅速发展，在安全领域发挥的作用越来越明显 。通过数字化手段指导现场作业，并对作业过程进行全流程监管，保证其合规性和有效性，提高管道运维管理水平，对于提升管道本质安全具有重要意义。目前，国家管网正在不断推进数字化转型工作，已建立了多种数字化系统 。但在运维管理活动现场指引与监管方面，仍缺乏有效的数字化系统 。本文将以阴极保护数字化指引系统为例，探讨管道安全监管的新模式。阴极保护技术作为长输管道外腐蚀的主要防护措施之一 ，确保其有效性对于保障管网安全意义重大 。当前，阴极保护数据的采集仍以人工为主，数据质量难以保证。开展阴极保护日常工作的数字化管理研究，对于提高管道阴极保护系统的安全管理水平，保障阴极保护系统正常运行具有重要意义。综上，本研究拟将数字化技术应用于管道阴极保护作业指引与监管方面，对阴极保护测试业务流程进行数字化，实现测试人员位置与测试桩位置自动校核，日常阴极保护测试数据自动图像识别上传、存疑数据校核与复测、数据自动分析与预警等功能，进而实现阴极保护日常工作的数字化管理。同时，也基于阴极保护数字化指引系统的研究，探索国家管网安全监管新模式，提升管道运维管理水平，助力管道运行本质安全建设。阴极保护数字化指引系统构建 系统框架构建按照阴极保护采集分析流程及实际操作需要，构建阴极保护数字指引系统框架，如图 。图 系统架构 经验分享 年第 期?该系统由 端和移动端组成，其中 端主要功能包括任务下发、区域测试采集、数据管理、统计分析、结果审核、工作完成统计、复测指引及数据共享等；移动端功能包括位置校验、线路测试采集、结果查看及数据修正等。数据存储层可实现对结构化数据、对象数据、数据文件、图像照片数据等的存储与管理。同时，可实现结果数据的管理与反馈，如结果审核、分析预警、指引建议及综合分析等，进而支持现场作业，形成对数据的闭环管理与应用。应用管理层可实现数据采集、数据管理、专项指引及可视化展示。此外，还具有完善的系统管理和日志管理功能。系统功能及权限分配基于“三湾改编”安全生产技术标准体系，遵循阴极保护管理技术规范、作业管理规程和日常维护操作程序，对管道阴极保护业务流程进行梳理及数字化处理，设计系统功能及流程，并对公司及人员权限进行合理分配，如图 。（）基础数据维护。通过 端实现，由分公司系统管理员或负责人操作执行，具体任务包括对测试桩、站场、管段等线路信息、检测任务计划、巡检员负责范围及人员信息、组织信息的维护。（）数据采集审核。通过移动小程序端实现普通数据的采集入库，由巡检员执行，主要包括线路阴极保护数据采集、区域阴极保护数据采集。通过 端实现复测数据维护，由专业工程师对存疑位置进行电位复测，并由站长根据模板批量录入执行。数据审核通过 端由审核员执行。（）可视化统计分析。通过移动小程序实现巡检员巡检统计及采集信息地图展示。通过 端实现过程中和结果数据的可视化查询与分析。图 系统功能流程示意图 年第 期经验分享?数字化指引系统技术架构为保证系统性能与数据安全，设计系统技术架构，如图 。平台采用前后端分离技术，前端系统采用组件化、模块化开发模式，提高系统的健壮性、稳定性、操作一致性及可靠性；后端服务采用 接口定义、格式编码传输、方式进行数据校验及安全审计。平台部署采用镜像容器技术，确保业务文档上线，实现代码补丁即时完善能力。图 阴极保护数字化指引系统技术架构 系统试点应用本系统部署于云平台，分别于 年 月和 月在西气东输公司苏浙沪输气分公司开展了 轮次的试点工作，根据系统指引完成全流程系统应用，实现了嘉兴?直联络线（包括 个站场 阀室、个线路测试点，共 个测试点位）、南芜支干线（包括 个站场 阀室、个线路测试点，共 个测试点位）阴极保护数据测试采集工作。系统上线试点运行 个月间，业务应用良好、运维工作支持到位，各项功能运行正常，达到应用效果。该系统为改善国家管网阴极保护安全管理现状，利用数字化高效和准确赋能安全监管。（）实现了阴极保护电位测试的数字化，统一测试内容、测试方法和测试流程，相较传统模式显著降低了因人为采集和记录造成的人因失误，有效提高了数据的真实性、准确性。（）采集数据实时上传，提升运维与监管效率的同时，有效避免了测试人员因测试数据遗失、数据错乱等情况产生的安全隐患与重复采集工作。（）自动风险预警，监测超阈值存疑数据，系统指引复测修改，并对复测结果自动分析，提供相应的指导措施，消除安全隐患。以嘉兴?直支线 个测试桩上应用结果为例，基于本系统，发现应测未测阴极保护电位 个，发现异常电位 个，从而指导阴极保护工程师进行了电位复测操作。（）形成了统一的阴极保护测试流程，明确管网运维及安全监管职责范围，完善了安全管理体系，落实安全生产责任制。安全监管数字化新模式探讨阴极保护数字化指引系统的开发与实践，为国家管网安全监管提供了新的视角与经验，有效降低了生产运维过程中的人因失误，提高了管网安全运维系统的可靠性，显著降低了安全隐患。以小见大，数字化技术的发展和应用为国家管网安全监管提供了新的可能性。（）生产运维安全监管技术的数字化建设。人工采集阴极保护数据是当前管网作业形式的缩影，目前大量的安全监管作业依赖人工巡检，其监管作业的合规性、准确性与可靠性难以有效监管。因此，有必要积极推进智能感知和人工智能等数字化技术在管网安全监管方面的应用，减少人工干预，避免人因错误，防止出现应检未检及数据造假等问题，加强作业过程的全面监管，提高监管的实时性与有效性。（）业务流程解析与数字化重构。针对管道生产运维的典型作业活动（如防腐层管理、阴极保护经验分享 年第 期?管理、作业管理、巡检管理、修复管理和检测管理等），梳理管理手册、程序文件及作业文件等体系文件，对业务对象、业务规则及业务流程进行解析，寻找关键节点及作业管理控制节点，对存在风险隐患的业务进行数字化重构，结合数字化精准高效的特点，改善作业设计和流程实现本质安全。（）数据采集作业的数字化转型。管道的生产运维管理活动涉及大量的数据采集工作。常规的数据采集及记录存在数据记录错误、遗漏等问题。基于智能传感器、物联网及人工智能算法等技术，推进管网生产运维数据采集及分析的数字化转型，可降低采集失误率，提高数据采集与记录的高效性、准确性及真实性。（）动态风险分析与实时预警。通过作业流程及数据采集记录的数字化，为管网数据的实时上传与动态分析奠定了基础，一方面可完成数据准确性及真实性的及时校验与反馈，便于复测；另一方面，也为生产运维中的动态风险辨识、实时风险评估、智能预警等长期目标的实现奠定了基础，有望实现管网生产运维管理的闭环管理。结论（）通过将阴极保护的业务对象、业务规则及业务过程进行数字化，开发了阴极保护数字化指引系统，实现了阴极保护测试人员位置与测试桩位置自动校核，日常阴极保护测试数据自动图像识别上传、存疑数据校核与复测、数据分析与预警等，实现了阴极保护日常工作的数字化管理。（）对开发的阴极保护数字化指引系统进行试点应用，应用中该系统实现了阴极保护电位测试的数字化，有效提高了数据的真实性、准确性，避免了重复采集工作，提升了工作效率。（）以阴极保护数字化指引系统的开发为例，对国家管网安全监管数字化新模式进行探讨，开发数字化安全监管技术，对存在风险的作业流程进行数字化重构，数据采集作业的数字化转型及动态风险分析与实时预警系统的建设对于提高管网系统安全运行具有重要意义。参考文献 高振宇，张慧宇，高鹏 年中国油气管道建设新进展 国际石油经济，（）：唐福俊，邓小飞，许潇，等 监督信息化建设的探索与实践 安全，（）：刘彤 数字化技术在城市治理领域的应用研究 安全，（）：李东，段腾龙，赵振远 全生命周期数字化管道系统在天然气长输管道建设中的应用 中国石油和化工标准与质量，（）：，刘浩楠 大数据环境下的数字化管道技术探讨 石化技术，（）：陈剑健 天然气管道数据采集与数字化管道建设 化工管理，（）：汪嘉伟，李召，周顺荣，等 基于数字化管道维抢修应急管理平台的研究 化工机械，（）：，黄知坤，董华清，盛安全，等 管道数据整合分析技术在管道运维管理中的应用 石油管材与仪器，（）：王坤鹏 天然气长输管道的防腐与防护措施 全面腐蚀控制，（）：李义新 基于电位监测的阴极保护预警方法研究及系统设计 沈阳：东北大学，作者简介彩插.indd 12023/6/12 18:25:14