综合管理地下管网安全

　　近年来，青岛、大连等地相继发生地下管线泄漏爆炸事故，导致多人伤亡，并造成不良的社会影响。2014年6月，国务院办公厅出台《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》，明确把加强城市地下管线建设管理作为履行政府职能的重要内容，强化监控预警，对地下管线安全风险较大的区段和场所要进行重点监控。
　　开展地下管网安全管理技术创新研究，是促进城市安全发展的重要内容。重庆市荣冠科技有限公司（以下简称荣冠公司）是国家高新技术企业，为解决地下管网存在的安全监管难题，一直致力于市政安全领域、生产安全领域的研发、生产和项目实施。为响应国家《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》，荣冠公司集中科研力量，在以往的研究成果基础上，开发了地下管线安全综合管理系统。
　　三大部分组成
　　荣冠公司研发的地下管线安全综合管理系统，包括污水管网及化粪池安全管理系统、地下油气管线安全管理系统（功能系统）及城镇三维地下管网监控系统（支持系统），是一个对管线运行安全及危险气体泄漏进行监控管理的物联网系统（如图1所示）。
　　污水管网及化粪池安全管理系统是以监测、预警、处理地下有限空间内的毒害、可燃、易爆气体等隐患的综合性城镇安全信息物联网工程。
　　地下油气管线安全管理系统是针对石油、天然气输配系统存在的隐患进行监控管理，其主要功能有防第三方破坏、管线腐蚀在线监测、油气阀井监控、燃气密闭空间监控。
　　城镇三维地下管网监控系统是指在新建的地下管道的管材内，嵌入温度、压力、流量、示踪等传感器，通过智能管道，配合无线探地雷达，采集地下综合管线的数据，并将数据上传至远程通信控制终端，终端再将数据打包上传至监控中心，呈现在地下管线三维成像系统上。
　　功能特点
　　地下管线安全综合管理系统分为感知层、传输层、数据层、平台层和应用层，可以作为智慧城市建设的重要载体。（如图2所示）
　　感知层主要是通过各种管线探测设备和各类示踪管材，对管线的位置、埋深、走向、管径、材质等静态数据进行采集；同时通过各类传感器和智能管材，对管线的温度、压力、流量、浓度、腐蚀程度、有无第三方破坏等实时运行数据进行在线监测。
　　传输层是将管线的静态数据通过WIFI接入互联网并上传至数据中心，以及将管线的实时运行数据，通过GPRS远程控制终端接入互联网，进而上传至数据中心。
　　数据层汇集管线的设计数据、静态探测数据、实时运行数据、GIS地理信息数据，并根据系统需要进行预处理。
　　平台层的作用包括：通过数字化三维成像系统，将数据中心的数据以三维立体图像的效果显示出来；实时分析管线的泄漏、爆炸、浓度超标等情况，当有故障发生时，进行实时报警；根据警情，调用相应的专家决策系统，分析出最优应急响应策略。
　　应用层主要是通过智能处置和快速故障检修以确保管线安全，以及重大警情发生时，与城市数字化指挥中心进行联动，避免重大的人员伤亡和经济损失。
　　此外，地下管线安全综合管理系统还可从材、测、防、监、控、管6个方面，为石油燃气管网、城镇给排水管网、电力通信管网、暖气工业管网、化粪池等各类管网提供安全保障，利用物联网信息技术、自动化控制技术、综合管理技术手段构建多行业、多部门协作共用的综合城市智慧管网。
　　材是指在管材中植入金属示踪线，形成示踪管材，便于管线探测；或在管材中植入温度、压力、流量等传感器，形成智能管材，便于实时参数监测。
　　测是利用示踪管材、探地雷达等设备精确探测地下管线的静态信息，并形成三维图像。
　　防是利用分布式光纤传感系统，防止第三方对地下管线进行破坏。
　　监是指利用智能管材、各类传感器及物联网技术，实时监测地下管线的温度、压力、流量、泄漏、腐蚀度、气体浓度等运行数据。
　　控是指管线发生泄漏时，能够控制相关阀门自动关断；毒害易燃易爆气体浓度超标时，能够进行智能处置降低气体浓度；敏感区域存在危险因素时，可通过远程语音进行警告，以及时消除隐患。
　　管是指地下管线安全综合管理平台，能无缝接入城市数字化指挥中心，实现对管线事故的精确定位、快速响应及检修联动。
　　应用反馈
　　地下管线安全综合管理系统提高了城市综合承载能力，促进了城市安全发展。
　　目前，该系统中的污水管网及化粪池安全管理系统已在重庆市的永川、北碚、渝中等区县进行了示范应用。经过6年的全时良好运行，共收集了近2亿条数据，实时报警并自动处理近1000万次，有效地消除了事故隐患，大幅降低管线事故率及因此产生的事故损失，确保了安全；同时，每年为每个化粪池节约清掏维护费用近3万元，取得了良好的社会效益和经济效益。
　　2014年5月15日，国家安全监管总局组织国内相关权威专家在荣冠公司召开了安全科技四个一批示范项目验收会，会上领导和专家组一致评定荣冠公司研发的地下管线安全综合管理系统是地上地下安全物联网技术的重要载体，填补了国内外的空白，具有先进性、实用性、经济性、耐久性、示范性，可复制、可推广，为国家智慧城市建设提供了重要的基础设施安全保障。