摘要：随着科技水平的不断提升，无人机巡检技术逐渐被应用到石油集输管道的巡检和应急抢险救援工作中，其应用的范围较为广泛，方式比较灵活，成本相对较为低廉，应用的效果也比较显著，在一定程度上大大地解放了人力，增强管道巡检工作的便捷性与安全性，对于维护管道的安全与稳定发挥着更好的作用与价值。

关键词：无人机;管道巡检;应急救援

用无人机替代人工进行管道巡检，极大地减少了人工劳动强度，保证了巡护人员安全，提高了巡检效率，降低了巡查成本和风险。

1无人机巡检技术的概念及内涵

无人机巡检技术，主要指的是巡检人员通过远程操作无人机，利用无人机的传感设备来高质、高效地完成长输管道的巡检工作。无人机巡检技术和传统的巡检方式比较，其效率更高，成本更低，效果更好，灵活性更强，操作简单、安全高效，具有良好的视野。当前，我国使用无人机进行油气管道巡检的比例正逐步增加，随着信息科技的快速发展，无人机巡检技术的应用水平也在不断得到优化与创新，其应用的程度与占比也会越来越高，逐渐会成为各类管道巡检工作中的主要技术与方法。

2管道巡检中无人机巡检技术的应用

2.1无人机技术背景

无人机技术是通过飞行器技术、通信技术、GPS、差分定位技术和图像技术的融合实现的一种无人机遥感技术，通过搭载高清摄像、智能传感，使用工业处理软件，能够自动、快速生成图像、视频。随着人工智能技术的发展，无人机技术已广泛应用于电力系统巡护、应急抢险、地质测绘等工作领域。依据旋翼类别，无人机可分为多旋翼、固定翼等类型。由于多旋翼无人机无须弹射架和跑道，便于野外操作，容易控制飞机姿态，续航时间长，效率高，应用不受限制，已在管道巡护工作广泛实践。无人机搭载的传感器、高清摄像仪、定位系统等多种设备，能够实现管道智能巡护的多种需求，不仅可以节省大量人工工作量，而且巡检速度快，信息反馈准确及时，保证了问题的早发现、早处置，有效降低风险。

2.2无人机应用场景

无人机技术在管道巡检中的应用场景主要包括日常巡检、应急辅助巡检、“震慑性”巡检。除此之外，无人机技术还可应用于管道三维全景地图制作，以辅助管道高后果区巡检和应急响应。日常巡检方面，利用搭载高清摄像机，空中观察管道附近是否有第三方施工、管道泄漏、可疑车辆与人员等异常情况，辅助查看线路及附属设施状态，动态采集数据等。利用智能工具对地形地貌、地表植被、周边设施等采集的数据进行分析、比对，全面掌握管道的现场情况，可及时发现管道周边滑坡、冲沟、第三方施工等影响管道安全运行的因素。在汛期，雨、冰冻等天气后，在农作物茂盛期，陡峭山区等人员、车辆难以进入的“盲区”，人工无法徒步巡检，可以利用无人机优势，辅助进行雨雪等恶劣天气、复杂地形条件下的管道巡检。夜间也可搭载红外热成像设备，在空中对重点区域进行巡检，防止打孔盗油份子对管道的破坏。应急辅助巡检方面，当管道沿线发生地质灾害，管道泄漏、爆炸，造成道路严重损坏、交通瘫痪时，可以利用无人机勘察管道周边实时状况，快速完成现场实时图片和视频拍摄，提供地形地貌，事态现状、进场路线等信息，为制订应急处置措施、现场抢修提供依据。“震慑性”巡检方面，在重点时段，对人口密集区、打孔盗油高风险管段，通过无人机加密巡护及高空喊话的方式，起到震慑作用。还可以定期利用无人机高空喊话功能开展《石油天然气管道保护法》等管道保护知识宣传，提高周边群众的管道保护及风险防患意识。

2.3管道三维全景图实现路径

建立管道沿线三维模型。在巡检飞行过程中依据GPS定位系统、管线的地理坐标和高清摄像头采集管道沿线地形、地物、地貌等特征影像，结合图像数据处理技术构建管道及周边环境的三维空间信息模型和管道数据库。设置管道三维空间信息模型中沿线周边的警戒范围及预警对象后，依据管道保护的高后果区管理标准，以管道位置为基准，与管道中心线的两侧相对距离为5m、50m和200m区域划分风险等级，确定并设置管道巡检的预警对象包括油气泄漏迹象、第三方施工机器具、地质灾害隐患、打孔盗油可疑迹象等。无人机每次巡检获得的图像与管线数据库进行对比，依据深度学习算法和数据识别技术处理平台，自动识别巡检异常目标并及时通知管理人员进行人工判别，确定异常目标后，系统处理平台可计算异常点距管道的位置及范围，并确定异常点的类别和地理目标，生成异常点数据报告，及时反馈预警管理人员。

2.4应急救援

在遭遇管道泄露、火灾爆炸等突发事故中，无人机可以全天候、全天时拍摄遥感影像，通过挂载红外热成像、声光吊舱、30倍镜头等载荷，进入人员无法到达区域，可配合声光吊舱进行空中喊话，能够疏散、引导现场人员有序逃离事故现场，同时勘查周边灾害情况，挂载相应设备进行航拍，将现场画面回传应急指挥中心，为制定维护抢修方案提供情报支撑，并定位引导后续救援维护，极大地避免次生灾害发生。

2.5功能展示

在地形地貌可视化方面，直观呈现管道沿线地形地貌、穿跨越河流等情况，对于地质灾害频发的管段，通过全景图周期性对比，有效监测管道周边环境变化，提前做出地质灾害的预判与防范，防患于未然。管道应急抢险进场路线清晰明了，有助于管道突发事件应急决策。在施工管理可视化方面，实现施工项目进度及安全作业情况可视化监管。整个施工过程安全质量监管紧密连接，为现场施工管理提供直观、宏观和可溯源的资料依据。在高后果区可视化方面，直观展示管道与高后果区相对位置关系，以及高后果区位置、规模等信息，因地制宜，合理规划高后果区逃生路线。通过定期全景图对比分析，可以掌握高后果区变化趋势，为高后果区可视化管理提供便利。在管道标识可视化方面，直观查看管道里程、埋深等信息。在里程桩、阴极保护桩、标示桩、警示牌等信息表内标注通信光缆里程，建立管道及通信光缆里程对应关系。当发生通信光缆故障时，及时添加光缆故障时间、位置及整改情况，有利于提高通信管理水平。

结语：

将无人机设备应用在长输管道输油线路巡检中，不仅可以满足新时期对管道巡查管护的管理需求，降低对人力资源的使用，而且还可以在一定程度上提升新时期管道安全环保管控能力，保证管道的高效、稳定运行。

参考文献：

[1]高凯旭，梁中红，周晓飞.元坝气田酸气管道智能管控技术研究与应用[J].智能制造，2021（S1）：28-33.

[2]马瑾，李永阳，齐宝军，陈宗宇，韩鹏飞.浅谈无人机在苏里格气田集输干线巡护中的应用[J].中国设备工程，2021（12）：25-26.