這里寫(xiě)上圖片的說(shuō)明文字(前臺顯示)

18719811719
  • 內頁(yè)輪換圖
  • 內頁(yè)輪換圖
  • 內頁(yè)輪換圖

管道研究

您當前的位置:首頁(yè) > 應急響應管理研究

無(wú)人機技術(shù)在管道應急搶險中的應用

來(lái)源:《管道保護》2023年第3期 作者:謝存昉 崔騰宇 時(shí)間:2023-6-21 閱讀:

謝存昉 崔騰宇

國家管網(wǎng)集團東部?jì)\公司搶維修中心

 

摘要:油氣管道領(lǐng)域應急搶險作業(yè)難度大風(fēng)險高。無(wú)人機技術(shù)可以在管道應急搶險中發(fā)揮重要作用,系留無(wú)人機、無(wú)人機激光氣體濃度檢測和紅外遙感影像具有明顯優(yōu)勢。通過(guò)實(shí)際搶險作業(yè)表明,無(wú)人機用于管道應急搶險可降低作業(yè)難度,提高效率,應用前景廣闊。未來(lái)可在動(dòng)力系統、正射影像系統、人工智能+VR技術(shù)+大數據+云計算融合等三方面進(jìn)行提升。

關(guān)鍵詞:油氣管道搶險;系留無(wú)人機;激光氣體檢測;紅外遙感影像

 

油氣管道應急搶險工作具有作業(yè)風(fēng)險高、作業(yè)環(huán)境復雜、作業(yè)時(shí)間緊等特點(diǎn)[1],搶維修作業(yè)難度較大。將無(wú)人機技術(shù)應用于搶維修作業(yè),一方面能夠實(shí)現對事故現場(chǎng)的全面勘查,及時(shí)掌握潛在危險點(diǎn),有效降低作業(yè)風(fēng)險、提高作業(yè)效率;另一方面能夠實(shí)現對事故現場(chǎng)的實(shí)時(shí)監控,清晰了解現場(chǎng)情況,為制定應急搶險方案提供決策依據[2];具有較高的應用價(jià)值,可成為保障受損管道快速恢復正常運行的重要技術(shù)手段。

1  無(wú)人機應用范圍

管道應急搶險工作分為預警、響應、啟動(dòng)、處置、終止、評價(jià)與總結六大步驟,無(wú)人機可參與應急響應、處置、評價(jià)與總結三個(gè)環(huán)節,并發(fā)揮重要作用。在應急響應階段,直接采用無(wú)控技術(shù)獲取大區域事故現場(chǎng)影像及高清視頻,快速獲取宏觀(guān)信息,輔助制定應急疏散方案、搶險物資進(jìn)入方案及搶險力量部署方案。在搶險處置階段,連續獲取事故現場(chǎng)及周邊危險地段正射影像、高清視頻及720度全景,監控現場(chǎng)搶險進(jìn)度,對作業(yè)區域進(jìn)行風(fēng)險評估,并監控次生災害信息,優(yōu)化選線(xiàn)。在評價(jià)與總結階段,提供解譯專(zhuān)題圖,結合事故發(fā)生前衛星遙感影像或者前期巡線(xiàn)成果,完成土地滅失、道路橋梁損毀等信息識別,為應急搶險工作評估提供數據支撐。

1.1  系留無(wú)人機的應用

(1)擴大通信覆蓋范圍。應急救援現場(chǎng)環(huán)境復雜,各種樓宇、山丘等的遮擋直接影響了現場(chǎng)的通信傳輸及組網(wǎng)覆蓋范圍,極大地限制了應急通信的傳輸效果。隨著(zhù)無(wú)人機技術(shù)、通信組網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及,使空中組網(wǎng)通信方式成為可能,有效擴大通信覆蓋范圍。系留無(wú)人機采用線(xiàn)纜供電,不受電池續航時(shí)間限制,可長(cháng)時(shí)間滯空懸停飛行,為救援現場(chǎng)提供穩定的中繼鏈路。利用系留式無(wú)人機將中繼設備或基站升至 100 m~200 m 高空,形成空中組網(wǎng)及空中覆蓋,從而使通信傳輸距離及覆蓋范圍擴大10倍以上。如圖 1所示。


1 系留無(wú)人機單基站應用示意圖

(2)長(cháng)時(shí)滯空視頻監控。普通旋翼無(wú)人機在空中停留時(shí)間過(guò)短,致使連通性、移動(dòng)性和大容量之間相互矛盾,系留多旋翼無(wú)人機小巧輕便,在100 m高度系留懸停時(shí)仍有10 kg以上的載荷搭載能力,并且采用地面電源持續供電工作,沒(méi)有續航時(shí)間限制,而且開(kāi)設迅速、無(wú)需空域申請、操作保障簡(jiǎn)單,是一個(gè)非常好的監控通訊平臺。有效地解決搶險救援中覆蓋、移動(dòng)和大容量之間的矛盾。其結構如圖 2所示。


2 無(wú)人機系留系統結構示意圖

1.2  激光氣體濃度檢測

目前多數無(wú)人機采用吸入式半導體檢測儀檢測氣體濃度值,但是該種方法無(wú)法解決高空氣流產(chǎn)生的不利干擾,檢測效率低。而激光氣體檢測儀器是一種非接觸式的氣體濃度檢測技術(shù),具有較高的魯棒性和使用周期,依據光干涉法獲取的干涉條紋強度變化量,能夠獲取直觀(guān)的氣體濃度顯示值,檢測效率高、范圍廣,對氣體的選擇性高。無(wú)人機采用激光氣體檢測儀克服了傳統檢測方法存在的缺陷,提高了氣體檢測精度,具有廣泛的應用前景。

1.3  紅外遙感影像應用

使用無(wú)人機對搶險現場(chǎng)進(jìn)行熱紅外遙感成像,可有效顯示管道沿線(xiàn)的地表熱量分布與差異信息情況,因其不受復雜的光學(xué)紋理特征的干擾,能夠直觀(guān)、快速提取不同熱量的目標輪廓,尤其是管道、河流、建筑等規則性狀目標。同時(shí)也可在爆炸火災現場(chǎng)為搶險隊員提供危險點(diǎn)與撤離位置等信息,大大提高了搶險救援的安全保障。

2  應用案例

2022年,公司某外管道發(fā)生泄漏,事故地點(diǎn)位于農耕地中央部位,過(guò)油面積較大且地形復雜土質(zhì)松軟,大型車(chē)輛難以進(jìn)場(chǎng)。應急搶險小組攜帶偵檢設備第一時(shí)間趕赴泄漏現場(chǎng),在距離泄漏點(diǎn)1000 m處啟用無(wú)人機進(jìn)行航空偵檢。使用攜帶的激光氣體檢測儀檢測現場(chǎng)硫化氫等氣體濃度,是否符合作業(yè)標準要求,以確定是否具備進(jìn)場(chǎng)條件。利用無(wú)人機航拍高清圖像判斷作業(yè)坑位置,同時(shí)規劃進(jìn)場(chǎng)路線(xiàn)。大大節約了人工尋找進(jìn)場(chǎng)路線(xiàn)的時(shí)間,為盡快完成搶修恢復生產(chǎn)節約了寶貴的時(shí)間。

3  結語(yǔ)

無(wú)人機技術(shù)用于管道應急搶險,將會(huì )朝著(zhù)以下幾個(gè)方面發(fā)展。

(1)動(dòng)力系統的升級。不斷優(yōu)化太陽(yáng)能電源技術(shù)與無(wú)人機技術(shù)結合,充分利用可再生能源,實(shí)現動(dòng)力能源無(wú)需替換,保證無(wú)人機在應急搶險過(guò)程中能夠長(cháng)時(shí)間工作,有利于獲取更多的信息。

(2)正射影像系統的配置。將正射影像系統配置于無(wú)人機系統中,可實(shí)現坐標查詢(xún)、山體地物體積和坡度/坡向等計算,向更加豐富的實(shí)景3D模型轉化,有利于更加全面掌握應急搶險現場(chǎng)情況。

(3)人工智能+VR技術(shù)+大數據+云計算的融合。將四大模塊的高科技技術(shù)融合于無(wú)人機技術(shù)中,并集成不同算法,可實(shí)現無(wú)人機操作控制、飛行軌跡及處理復雜任務(wù)的自動(dòng)化、數字化和智能化,有利于在應急搶險過(guò)程中快速完成現場(chǎng)作業(yè)。

 

參考文獻:

[1]朱永鵬. 油氣管道泄漏應急搶險的安全監督[J]. 安全,2017,38(1):38-40.

[2]李晶,毛華. 無(wú)人機在油氣管道安全領(lǐng)域中的應用探討[J]. 石化技術(shù),2018,25(10):284.


作者簡(jiǎn)介:謝存昉,1988年生,本科,油氣管線(xiàn)安裝工技師,主要從事?lián)尵S修現場(chǎng)前期偵檢工作。聯(lián)系方式:18552923081,232606952@qq.com。


上篇:

下篇:

關(guān)于我們
地址:甘肅省蘭州市廣場(chǎng)南路77號3026室 郵編:730030 郵箱:guandaobaohu@163.com
Copyrights © 2018- All Rights Reserved. 版權所有 管道保護網(wǎng) 隴ICP備18002104號 設計制作 宏點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )
甘公網(wǎng)安備 62010202003034號 甘公網(wǎng)安備 62010202003034號
  • 95_95px;

    QQ群二維碼

  • 95_95px;

    微信二維碼

咨詢(xún)熱線(xiàn):18719811719
日韩在线观看-中文-亚洲无码毛片在线-91一二三区免费-亚洲成人在线。 在线播放