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华为边缘计算助力油气管道智慧巡线

2020年10月1日,国家石油天然气管网集团有限公司正式投入生产运营,标志着我国油气管道建设与维护进入了新的时期。为了打造平安、绿色管道,面对不断扩大的管道维护规模,如何提升巡线效率,保障巡线效果。以管道泄漏事故,保障管道绝对安全,成为新时期油气管道建设与维护的重要课题。

据统计,我国50%以上的油气管道故障来自第三方入侵,包括机械施工意外、人工挖掘打孔盗油等。目前,依赖人工巡线来发现管道沿线施工事件,提前消除事故隐患。而随着维护管道规模逐年增加,巡线预算压力不断增加,继续扩大巡线员工组织已难以为继。引入智慧巡线新技术,提高巡线科技含量,提升巡线效率是油气管道保障与维护的必然选择。

光波在光纤中传播的特征参量(如强度、频率、相位、偏正态等)会因外界因素的作用而间接或直接地发生变化,光纤传感技术通过光缆感知并还原光缆周边的温度、振动、形变、力场等信息。光纤传感应用于油气领域已有十多年的历史,主要应用方向之一是光纤振动监控系统利用随管道铺设的通信光缆收集沿线振动信号,及时发现挖掘机、钻探机等威胁管道安全的第三方施工行为并告警,以减少管道外破风险,提升巡线效率。相对摄像头、无人机等其它自动巡线技术措施,光纤振动监控系统具有全程全时、长寿命易维护的优势。但是,光纤振动预警产品面临误报/漏报较多的技术难题,目前业界产品告警准确率普遍低于85%,实用性不足,难以正式进入生产系统达到提升管道安全、提升巡线效率的应用目标。

为了根本性大幅提升光纤振动预警产品报警准确率,华为与国家管网华南分公司(原中石化华南销售公司)组建了联合开发团队,选择人口密集,地形复杂,涉及平原、丘陵、农田、公路、铁路等多种地形的深圳坪山段成品油管道,从2020年年初起持续进行了“光纤振动监控系统准确率提升”的联合创新攻关项目。

华为基于强大的激光收发与信号处理技术、边缘计算能力,把数字孪生体平台和辅助智能决策平台下沉至基层阀室,将大数据+AI(人工智能)算法用于管道沿线振动信号的分析与判别,以准确识别挖掘机、钻探机等入侵模式。华南公司提供成品油管道的现场声纹大数据与巡线实践模型,基于广泛收集管道沿线振动背景数据,双方联合创新,基于位于阀室的本地计算能力,不断升级AI算法滤除远距离工地、公路、地铁等干扰噪音,准确识别挖掘机、钻探机、顶管机、定向钻、人工挖掘等外破威胁振动信号。

目前,“光纤振动监控系统准确率提升”创新项目取得阶段性突破:2020年10月,国家管网华南分公司(原中石化华南销售公司)与华为合作的“光纤振动监控系统准确率提升科技项目”现场测试中,基于新一代AI算法的光纤振动监控系统在深圳坪山人口密集、背景噪音复杂的城镇丘陵管道运营环境实现6吨挖掘机施工事件告警准确率达到97%,平均定位精度小于6米。 

华为与管网华南分公司将持续合作,迭代升级改进新一代光纤振动监控系统,把”95%以上的精确识别能力“从挖掘机扩展到顶管机、定向钻、钻探机、人工挖掘等更多管道威胁场景。

华为将持续推进智慧巡线,持续构建光纤振动监控系统、高后果区智能机器视觉等自动巡线子系统的边缘计算能力,支持本地AI能力全程全时监控管道安全,显著降低管道外破风险隐患,减少人工巡检频次,大幅降低人工巡检劳动强度,在打造平安管道、绿色管道的方向上不断创新。

华为作为数字化转型的使能者,致力于把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织,构建万物互联的智能世界。