城市燃气管道改造中老旧管线识别与更新策略研究

引言

众所周知，城市供气基础设施建设属于重要民生基础设施的建设范畴，担负着为市民和城市提供清洁能源的重要职能。由于随着时间的推移，老化管道的腐蚀、泄露等问题有所增大，这就需要精准对上述管道进行检测，及时更换老化管道。目前，针对城市开展燃气升级改造过程中也往往存在识别准确率不高和更换进度较慢等问题。本文针对对上述老化的管道识别和更新中存在的问题，实现综合利用科技手段，提升城市燃气管网升级改造工程科学性和有效性的目的，进而确保城市安全。

1 城市燃气管道识别与更新的理论基础概述

针对城市燃气管道所包含的城市基础设施系统，对其进行识别更新包括了工程技术、信息管理、安全风险管理等多个方面的技术与管理因素。理论上，由地理信息系统(gis)、BIM、物联网及遥感技术等多种数据的融合支撑对燃气管网识别，可以全面掌握管网的地理位置、材质、使用年限及运行工况；根据更新理论，我们应该采用对生命周期的管理、风险评价的方法确定更新优先顺序和技术和路线。系统思维的介入和细部管控的思路也为进行管道的改建提供全面的考量过程。管道定位技术已从传统的地图导航转向智能感知和更新方法由“被动修补”转向“主动预防”。

2 老旧燃气管道识别与改造过程中存在的典型问题

2.1 管网基础数据缺失导致管线识别精度严重不足

在城市燃气管道改造过程中，大多数地区存在历史资料缺乏、数据更新迟缓、数据管理不当等一大堆的问题，使得我们无法获得较为详细的管线基础信息，而这些基础信息的缺失也会直接影响到管线的老化辨识及其空间位置的精确，给后来的检测评估以及更新造成了阻碍。一些老旧小区、小区内部区域、工业区内，有的燃气管道都没有形成有效的数据统计，甚至是图纸与实际不符，不利于工程调查勘察和设计工作的开展，有的没有统一的数据平台，影响勘察数据和成果在各部分的共享效率，不利于各施工方与设计方、监理公司、燃气公司之间的协作推进，由于没有基本信息会直接影响辨识精准度，同时也会导致施工安全性与风险，增大施工进度和造价的管控难度。

2.2 地下空间复杂多样制约管道检测手段有效实施

城市地下空间内有众多天然气、电缆、通讯和排污等不同类型的设备，设备之间深浅不一而且错综交叠，大大增加了老化燃气管道的检测难度。常规手段如挖掘式的调查手段耗时、扰民、不能识别到不明障碍物、与其它管道交织而难以成功调查到或者会破坏其他设施。尤其是老城区、商业中心区或者高层密集建设区，地下空间已经饱和，在作业地点环境的约束下，无法采用全视角无损伤检测的仪器完成探查工作，很容易出现盲区或者误判的概率增大。另外一些管线外部的防腐涂层会随着深度的不同而相差较大，或者随着管径的不同而弯曲，对声纳、电磁、电磁波等常规检测手段的精度和实际意义的影响都会因此而变小。

2.3 缺乏系统评估机制限制了更新优先级科学制定

目前城市燃气管线改造现状存在没有一个完善、科学的评价体系，致使改造资源配置不够科学、明确，并没有清晰地划分更新的优先次序的问题。大多数城市更新计划仍停留在过往经验或简单的年份划分等老旧管道需要更换的判断上，没有综合考虑管材、年限、周边环境、以往事故等一些安全影响的潜在因素。这一以不科学方式为依据的更新优先级设定，往往不能够具体地确定出存在较高风险的管网段，降低了低风险地区管网修复的优先度，提高了高风险管网的处理滞后性，给整个管网系统造成了安全性能上的负面影响。此外，目前的评价体系缺乏统一的标准量纲，使得其对决策者和执行者的政府及企业决策和执行难起重要的指导作用。部分地市虽已建模评估，但依然存在算法不公开、不透明，数据更新速度慢，评估结果过于主观等问题。

3 面向系统性治理的老旧燃气管道更新优化路径设计

3.1 构建多源异构数据融合的管线数字化识别平台体系

建立多元数据与多元资料互为参考的城市旧式燃气管道识别系统架构，以实现资料的多样性与多元化为基础，建立包含以往之纸版地图资料、地理资讯系统 GIS(Spatial)时空资料、建筑物模型资料BIM(BlID)、物联设备提供之实时监控资讯、卫星影像资料以及探管结果等为基础，经过资料标准化及持续性的更新，提供完整的生命周期信息管理之用。基于此，借助人工智能算法及空间分析技术实现数据的自动识别及校正，并提升对于老旧管线位置准确度与结构特征的认知水平。且该系统能够提供直观性用户界面对多个部门进行共阅、标记、调度，构建城市整体燃气基础设备数字地图。如此一来系统建设不仅能够提供未来危险性分析与改造成项工作的高精度依据。

3.2 推进非开挖检测与智能探测技术提升识别适应能力

面对城市地下空间结构复杂、老旧燃气管线资料缺失等问题，非开挖检测与智能探测技术已成为提升管道识别适应能力的重要手段。相较传统开挖方式，非开挖检测具有低扰动、高效率、适应性强等优势，特别适用于高密度建成区和交通繁忙区域。当前常用技术包括地质雷达（GPR）、磁力仪、电磁感应、声波检测、内窥镜巡检等手段，能够实现对管道位置、腐蚀程度、变形状况的无损探测。在此基础上，引入人工智能图像识别、边缘计算与传感网络等新一代技术，可进一步增强对复杂工况的感知与智能分析能力，实现对老旧管线状态的动态监测与精准判读。同时，构建智能移动探测平台，如无人车或机器人探测系统，可在狭小或高风险区域进行自主巡检，显著提升现场作业的安全性与效率。

3.3 建立基于风险等级的燃气管网更新分级评估机制

为实现城市燃气管道更新工作的科学性与精准性，亟需建立一套以风险等级为核心的更新分级评估机制。该机制应综合考虑管道使用年限、材质类型、运行压力、历史故障记录、周边环境敏感性（如人口密集区、学校、医院等）以及检测所发现的损伤程度等多个维度，通过构建多因子评估模型，对各管段风险进行量化打分与等级划分。依据评估结果，可将管网划分为高、中、低风险等级，并据此确定更新优先顺序与改造时序，实现从“全覆盖式改造”向“差异化治理”转变。此外，应结合 GIS空间分析手段，将风险结果在数字平台上直观展示，便于管理部门动态掌控重点区域风险分布。该机制的建立不仅有助于提升改造资源配置的合理性和投资效益，也为政府监管、企业运营和应急管理提供决策依据。

结语：城市燃气管道的安全改造是保障城市运行与居民生命财产安全的重要工程。面对老旧管线识别难、更新滞后等现实问题，需从数据整合、智能探测、风险评估等多维度协同发力，构建科学、高效的更新策略体系。本文提出的识别平台构建、非开挖技术应用与分级评估机制，为实现燃气管网更新的精准化与系统化提供了理论支撑与实践路径，具有重要的推广价值与现实意义。

参考文献：

[1]蔡雪元.城镇燃气管道非开挖定向穿越施工技术[J]. 2024.

[2]谢海波.浅谈燃气管道工程非开挖定向穿越技术应用[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术, 2023.

[3]曹华生,黄一华,尹燕京,等.城市地下管线精细探测技术应用分析[J].大坝与安全, 2024(4):48-51