摘要：近年来，随着无人机产业的飞速发展，以无人驾驶飞行器技术、通讯技术、遥感应用等技术为基础的无人机技术被越来越多地应用于远程地理信息采集、图像摄取、测量测绘、区域巡逻等各个方面。本文以无人机在城镇燃气管道巡护中的应用为例，对比传统管道巡护方式，对无人机在城镇燃气管道巡护中的应用进行分析。

关键词：无人机；技术；城镇燃气管道巡护；应用

1引言

随着我国城市经济发展，燃气管道建设规模也在不断扩大，当前我国燃气管网长度已经达80万公里，分布广、穿越地形复杂，燃气行业的日常运营和安全管理都面临挑战，加强管道安全巡护管理形势更加严峻。常规巡护方法已无法满足要求，需探索提高管道保护效能新方式，以适应新形势下管道保护发展需求。为有效提升城镇燃气管线巡护工作效率和质量，需要将无人机技术应用到巡护工作中，进一步提高燃气管线的安全性。

2城镇燃气管道现有巡护方式

2.1人工巡护

人工巡护，作为最基本的巡护方式，通常由管道管理单位实行专人专岗，把管道分成不同的段区由不同的巡线人员巡护，分为普通巡护和特殊巡护。一般依靠巡护人员徒步观察和检查线路情况并作记录，地形空旷平坦的区域尚可驾驶交通工具实行巡检，但对于地形复杂崎岖地域的管道，不可避免的对人工巡检产生了制约，通常的人工巡检就体现出极大的局限性和不足。

2.2光纤或电子感应巡检

利用靠近管道布设的光纤传感器，通过检测光信号在分布式传感器的变化对管道周边的震动进行分析预警，以及管道泄漏和温度变化产生的信号波动来检测管道是否遭到破坏。目前光纤和大部分外设的电子感应装置普遍存在误差高、作用距离短，成本较高，不适合燃气管道这类范围广、里程长的管道监测，如果对旧管道铺设感应系统，会存在改造成本太高，耗时太多的问题，而且光纤或电子感应巡检并不能获取事故点的实时图像为指挥中心提供决策。

3无人机在燃气管道巡护中的应用分析

3.1无人机巡护需求分析

为了探索提高管道保护效能新方式，各燃气公司积极思考，通过无人机巡检助力管道有效管控，开展需求分析。无人机需具备日常巡检、恶劣天气后巡检、特殊地区巡检、施工监管、应急抢险巡检、替代山区巡检功能；具备高后果区变化信息收集功能；具备重点隐患不定期监控功能；具备违章占压取证功能；具备异常目标识别和报警功能；具备管道迁改、路线勘查，可定期更新功能；具备隐患地段坐标点记录功能；具备数字化管道底图补充功能；具备数据实时传输功能。

3.2无人机巡护工作原理

无人机巡护工作原理主要是利用无人机搭载的云台相机、红外热像仪、可见光相机等设备，通过无线通信技术，将无人机采集到的影像数据进行传输，并进行数据处理，将处理后的数据传输给相关工作人员，从而实现对燃气管线的全面实时监控，及时发现管线损坏等问题。

3.3无人机的选型和技术要求

无人机从用途上可分为航拍无人机、测绘无人机和应急救援无人机，从性能上可分为固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机，从外观上可分为长续航型、短续航型和单旋翼、双旋翼和多旋翼无人机。根据不同的应用场景，可选用不同类型的无人机进行作业，根据工作的具体需求选择相应的型号。在作业前应对作业场地进行详细勘查，了解地形地貌、道路状况等，以便选择合适的飞行路线。

3.4无人机在燃气管道巡护中的应用

结合GIS巡检管理平台，在后台管理系统平台中的巡检成果、记录等信息，完成巡检数据的存储、查询、分析、处理及统计，实现管道巡检电子化、信息化、标准化。无人机在燃气管道巡护中主要应用于以下几个方面：

管道周边环境调查 利用无人机搭载高清摄像机拍摄管道左右一定范围内的地形地貌、社会环境情况高清正射影像图，形成影像资料，影像资料中标注出管道位置，帮助管道运行部门了解管道周边环境变化情况，建立影像资料查阅索引。

管道应急抢险支持 当管道出现自然地质灾害以及其他事故，人员无法及时赶赴现场时，利用无人机抵达现场，传回现场画面，掌握现场情况，必要时可搭载高音喇叭，进行高空预警，为应急抢险提供支持。

管道日常巡线 将无人机巡检作为备用手段，以弥补人工巡检的不足。利用无人机在管道上方巡查，识别管道自身情况（是否有管线裸露）以及管道周边机械损伤（违章建筑等情况）和自然与地质灾害（滑坡、山体垮塌等）风险，及时制止威胁管道安全的施工行为，发现地形地貌变化，以便能够采取措施防止管道损坏。

3.5无人机在燃气管道巡护中的优势

无人机巡护具有不受地形环境限制，效率高，巡检质量高；保障人员安全，环境依赖性小；精度高、直观可靠；机身轻巧、操控方便等特点。对特殊及路由受阻管道开展飞行巡检、泄漏检测和航拍，化身空中“眼线”。

3.6无人机在燃气管道巡护中存在的不足

配套技术方面 现阶段无人机对于潜在风险和危险源的识别能力还有待加强，且缺乏相应的专业分析软件。以管道违章占压、管道周边施工等潜在安全隐患为例，目前还无法做到自动识别与主动预警，需人工甄别予以辅助。管道维护企业可能并不具备专业的无人机维护人才，无人机故障只能通过返厂或者聘请厂家专业维修人员进行维修。

政策法规方面 从2009年起，国家陆续出台了《关于民用无人机管理有关问题的暂行规定》《轻小型无人机运行规定》等法律法规，规范了民用无人机的使用，但在城镇燃气管道巡检方面，还没有相关的政策或指导性文件出台。此外，根据国家民航总局规定，无人机的使用应提前申请办理相关手续，并且在每次飞行前提出飞行航线申请，获批后方可开展，这也对飞行巡检的管理提出了更高的要求。

4结束语

近年来，无人机技术在长输油气管道巡检中的应用正在普及阶段，在城镇燃气管道巡检中的应用尚未形成。相信随着无人机及配套技术的快速发展，市场体系的成熟和我国低空空域的进一步放开，无人机必将在城镇燃气管道巡检领域发挥愈发关键的作用，使人工巡护智能化，成为巡检人员的有力“帮手”。因地制宜、实事求是开展“人防+技防+物防”建设工作，与智能视频监控系统、监测报警哨兵单元结合应用，将“人防+技防”贯穿于管道完整性工作中，以数字化、智慧化技防措施为管道管理赋能，解决不可控风险对管道安全运行带来的影响，开辟油气智能化发展新通道。从而提高隐患监控质量和巡护效率，持续提升燃气管道本质安全水平，为城镇燃气管道的安全保驾护航。

参考文献：

[1]冯永强.无人机在管道巡护中的应用[J]。城市燃气管理，2019 （6）：61-61

[2]武海彬.无人机系统在油气管道巡检中的应用研究[J].中国石油和化工标准与质量，2014，34（9）：105-106.