千里平安一線(xiàn)牽｜華為分布式光纖為油氣管道裝上“千里眼”“順風(fēng)耳”

北風(fēng)呼嘯著(zhù)卷過(guò)千里雪原，西北地區這座高原油田的溫度已降至零下30攝氏度。

雖然室外已是“極度深寒”，可管道巡線(xiàn)工值班室里卻暖意融融。巡線(xiàn)工老田，愜意地喝著(zhù)他最喜歡的家鄉紅茶，和他的徒弟大學(xué)生小李一起監控著(zhù)眼前的幾個(gè)電腦屏幕。這條綿延千里的原油管道，安全信息在這里一目了然。

“風(fēng)里來(lái)雨里去，我在這條線(xiàn)上摸爬滾打了快20年，現在老了卻享福了!”老田滄桑的臉上綻開(kāi)舒心的笑花。

“華為分布式光纖振動(dòng)傳感技術(shù)太牛了，一下子解放了我們站上幾十口人，而且比人效率高、比人可靠多了!”小李十分感慨。

提起油氣管道的安全，人們也許認為，有鋼鐵鑄造的管道防護，不會(huì )有問(wèn)題。其實(shí)，油氣管道會(huì )穿越城市、村莊、山地、河流、田野、鐵路等復雜地形，面臨著(zhù)施工破壞、打孔偷盜、滑坡泥石流地質(zhì)災害等威脅，一旦發(fā)生油氣泄漏，極易發(fā)生供應中斷、環(huán)境污染、火災爆炸等惡性事故，會(huì )造成巨大的經(jīng)濟損失、環(huán)境災害和人員傷亡。

曾在某地平整拆遷施工過(guò)程中，挖掘機挖穿了地下管道，管道內的天然氣泄漏后，遇到明火發(fā)生劇烈爆燃。事故共造成數十人死亡，數百人住院治療，其中十多人重傷，爆燃點(diǎn)周邊部分建筑物嚴重受損，直接經(jīng)濟損失數千萬(wàn)元。

據統計，到去年底，我國油氣長(cháng)輸管線(xiàn)包括國內管線(xiàn)和國外管線(xiàn)，總里程達到16.5萬(wàn)公里，其中原油管線(xiàn)為3.1萬(wàn)公里，成品油管線(xiàn)3.2萬(wàn)公里，天然氣管道10.2萬(wàn)公里，已基本形成一張大網(wǎng)。國內原油和成品油運輸管網(wǎng)已實(shí)現西油東送、北油南下、海油上岸，天然氣則實(shí)現了西氣東輸、川氣出川、北氣南下。至2025年，我國長(cháng)輸管道總里程預計將超過(guò)24萬(wàn)公里。

一方面油氣管道里程快速增長(cháng);另一方面，城市燃氣管線(xiàn)鋪設于人口密集地區，易造成燃氣管道受損的人類(lèi)活動(dòng)也越來(lái)越多，如城市各類(lèi)建設工程以及鐵路、公路施工經(jīng)常會(huì )在燃氣管道周邊甚至上方進(jìn)行開(kāi)挖、爆破及打樁等，這類(lèi)活動(dòng)直接威脅到管道安全運行。

目前，城市燃氣公司、各油氣田、管道企業(yè)等，主要是通過(guò)人工日常巡檢來(lái)防止管道受到第三方損壞，部分企業(yè)還會(huì )利用無(wú)人機進(jìn)行巡查，然而現有的巡查手段都不能實(shí)現24小時(shí)不間斷地實(shí)時(shí)監護。

隨著(zhù)這一矛盾越來(lái)越尖銳，與管道相關(guān)的安全事故也越來(lái)越多。我國油氣管道的健康發(fā)展，呼喚著(zhù)新一代安全防護技術(shù)的誕生。

經(jīng)過(guò)多年的探索，分布式光纖傳感技術(shù)從各種管道防護技術(shù)中脫穎而出。這種技術(shù)是以光波為載體，光纖為媒質(zhì)，能“感知”和“傳輸”外界測量信號，被廣泛應用于油氣爆炸、管道泄漏、非法入侵、施工破壞等場(chǎng)景。其主要特點(diǎn)為：傳感元件只有光纖、靈敏度高、抗電磁干擾、測量動(dòng)態(tài)范圍大。對于管道這種長(cháng)距離線(xiàn)性布局的區域實(shí)行監控的場(chǎng)景，特別適合采用分布式光纖傳感技術(shù)。

厚積薄發(fā)，一飛沖天。華為集成了30多年在光技術(shù)領(lǐng)域積累的關(guān)鍵技術(shù)，打造出光纖傳感新產(chǎn)品Huawei OptiXsense EF3000，成為光技術(shù)非通信領(lǐng)域的“跨界”首秀。這一產(chǎn)品能夠助力油氣管線(xiàn)巡檢實(shí)現無(wú)人化，并具有 “聽(tīng)得全”、“識得準”、“學(xué)得快”的優(yōu)勢。

“聽(tīng)得全”——其增強ODSP模塊，內置超強盲點(diǎn)糾錯算法，實(shí)現有效信號采集率提升至99.9%，達到0漏報的效果，不會(huì )漏掉任何可能的危險信號。

“識得準”——具備獨有振動(dòng)波紋識別，32維振動(dòng)波紋分析算法，對危險信息識別準確率提升至97%;

“學(xué)得快”——由于其搭載了華為Hi-AI內核的人工智能，快速迭代海量新場(chǎng)景樣本，效率可達每天1000個(gè)。在持續進(jìn)化中，能不斷提升感知預警準確率，最終達到“料事如神”的境界。

目前，華為光纖預警系統主要應用于地埋管線(xiàn)場(chǎng)景。當有外來(lái)入侵破壞，如挖掘機靠近或有人工挖掘時(shí)，敷設于管道上方的監測光纖會(huì )感知到振動(dòng)，從而產(chǎn)生不同的振動(dòng)波紋傳至光纖傳感設備，設備會(huì )快速分析振動(dòng)波紋信息并識別事件類(lèi)型，精確定位并上報告警，從而實(shí)現整條管線(xiàn)的在線(xiàn)實(shí)時(shí)監測和安全預警。

從此，管道生長(cháng)出了一根高度敏感的神經(jīng)，擁有了“千里眼”“順風(fēng)耳”，對危險信號能及時(shí)報警，防患于未燃。

由于分布式光纖傳感系統，在油氣田長(cháng)輸管道、城市燃氣管道、煉化化工園區管道的安全監控防護等領(lǐng)域，有著(zhù)極其可觀(guān)的發(fā)展前景。目前，全世界各大油公司都投入巨資研究和開(kāi)發(fā)光纖傳感器在石油工業(yè)領(lǐng)域中的應用，分布式光纖傳感系統經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)之后，也將大面積推廣使用。

而華為分布式光纖振動(dòng)解決方案是其中一個(gè)成功的典范，它正推動(dòng)我國油氣管道安全達到了一個(gè)新高度，對國家石油天然氣的開(kāi)發(fā)運輸安全，以及對整個(gè)行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展都將產(chǎn)生強有力的推動(dòng)作用。