城镇燃气管网安全管理智能化应用探究

0 引 言

随着我国城镇燃气管网规模持续扩大与运行年限增长，其安全运行面临泄漏、腐蚀、第三方破坏等多重风险挑战。传统以人工巡检、被动响应为主的管理模式已难以满足现代城市对燃气供应安全性与可靠性的更高要求。近年来，物联网、大数据、人工智能等智能化技术的迅猛发展，为破解传统安全管理瓶颈提供了新的技术路径，推动燃气行业迈向数字化、智慧化安全管理已成为必然趋势。

1 燃气管网安全管理中的智能化技术

1.1 物联网感知技术

物联网感知技术是构建智能化管网的基础层，通过部署各类智能传感器实时采集管网压力、流量、泄漏浓度、阴极保护电位等关键参数，并借助 NB-IoT、LoRa 等通信技术实现数据的远程传输与汇聚。该技术广泛应用于场站、调压箱、阀门井及高风险管段的全天候状态监控，解决了传统人工巡检在覆盖密度、时效性及恶劣环境适应性方面的局限。

1.2 大数据与人工智能分析技术

大数据与人工智能分析技术是智能管理的核心决策层，通过对海量实时运行数据、历史维护记录、地理信息及第三方施工活动等多源数据进行融合挖掘，构建泄漏预测、设备故障诊断、腐蚀速率评估、负荷预测等专业模型。该技术能够识别数据中隐含的异常模式与风险趋势，实现从被动响应到主动预警的转变。

1.3 地理信息系统与数字孪生技术

地理信息系统（GIS）与数字孪生技术共同构成管网的可视化与仿真平台。GIS 将资产属性、监测数据、巡检轨迹与空间位置精准关联，形成“一张图”式管理界面，大幅提升应急定位与资源调度效率。数字孪生则在GIS基础上构建管网高精度虚拟模型，集成水力、泄漏扩散等仿真算法，用于模拟事故后果、推演应急处置方案及优化运行策略，为安全管理提供动态决策支持与数字化沙盘演练环境。

1.4 智能巡检与作业技术

智能巡检与作业技术是实现管理闭环的关键执行手段，主要包括无人机与机器人系统。无人机搭载光学或红外传感设备，可对高空、穿越区等复杂地形的管段进行快速巡查与泄漏筛查；管道内检测机器人则利用高清摄像与几何变形检测单元，精准识别管道内壁腐蚀、变形及裂纹等缺陷。

2 智能化技术在燃气管网安全管理中的应用策略

2.1 物联网的实时监测与预警

在燃气管网安全管理中，物联网技术应用于构建分级监测体系。在门站、调压站等关键节点安装高精度压力、流量传感器，实时监测运行参数异常；在阀井、人口密集区部署激光甲烷检测仪，实现泄漏24 小时连续监测。数据通过NB-IoT 传输至监控平台，一旦检测到压力骤降或浓度超标，系统自动触发报警并定位异常点，调度中心可立即派发巡检任务，将传统被动发现转为主动干预，显著缩短应急响应时间。

2.2 大数据驱动风险精准防控

依托大数据技术建立管网风险动态评估模型，整合 SCADA 数据、管网属性、腐蚀检测记录及周边环境数据，对管段风险等级进行量化评分。高风险管段自动生成重点巡检计划，指导人员对特定管段增加检测频率。基于机器学习算法分析调压设备运行数据，预测设备故障概率，提前生成维修工单，实现从定期检修向预测性维护转变，有效降低设备失效风险。

2.3 数字孪生支持运行优化与应急决策

通过构建管网数字孪生体，将实时运行数据与水力模型结合，模拟管网运行状态。在计划性作业前，通过数字孪生体模拟阀门操作、气源切换等操作对管网的影响，优化作业方案避免压力波动。发生泄漏时，系统根据实时压力、流量数据在数字孪生体中模拟泄漏扩散范围，智能生成关阀方案和受影响用户清单，为应急处置提供科学决策支持，提升抢修效率。

2.4 智能巡检助力精准运维

采用无人机搭载激光甲烷检测仪对穿越农田、河流等难以到达区域进行定期巡检，发现疑似泄漏立即定位坐标并生成巡检报告。对中压以上管道定期投放管道内检测机器人，获取管道内壁高清影像和几何变形数据，精准识别腐蚀、裂纹等缺陷，基于检测结果制定管道维修优先级计划。在阀井内安装智能视频监控设备，AI 自动识别井内积水、非法侵入等异常状态，及时触发维护警报，实现设施状态的精准管控。

3 结 语

综上所述，将物联网、大数据分析、数字孪生及智能检测等智能化技术系统性地应用于城镇燃气管网安全管理，是提升其本质安全水平的必然选择。通过构建“监测—预警—决策—运维”的智能化闭环管理体系，能够显著提高风险感知、预测与管控能力。未来，随着技术迭代与成本优化，智能化应用将向全域化、深度化方向发展，并需同步完善标准体系与人才培养机制，最终为实现燃气管网安全、高效、智慧运行提供坚实保障。

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作者简介：孔德力，1989.04，男，人，汉，大专技术员，助理工程师，研究方向：城镇燃气设计安装与维修。