西氣東輸公司所轄管網具有多氣源、多用戶、用戶需求種類多的特點，供氣保障難度高，站場管控壓力大。為了降低站場運行風險，提高管網運營效率，西氣東輸公司基于建設期和運行期數據，利用 SCADA 系統自動控制和巡檢系統自動感知的能力，形成集中巡檢、集中監視的高效管控模式，實現站場分輸遠程自動控制，創新性地開展智能巡檢、壓氣站一鍵啟停、流量計智能檢定等工作，推動輸氣管道站場管理智能化轉型，使站場運營管控效率顯著提升。

1、站場集中巡檢與監視管控

為了不斷提高勞動效率，西氣東輸公司在提高設備設施運行可靠性的基礎上，創新性地實施集中巡檢、集中監視措施。

集中巡檢旨在優化巡檢質量與巡檢次數，其核心在于兩個方面：

①聯合巡檢，即由站場負責人組織在崗人員，按照規定的巡檢要求，對所屬站場的生產運行、工藝狀態、設備設施狀況進行全面檢查，并開展維護維修工作；

②重點巡檢，即由值班人員對重要運行參數、關鍵輸氣設備、重點區域按照相關巡檢要求進行重點檢查，提高巡檢質量，強化站場設備設施維護保養，提高設備設施本質安全水平。

集中監視是指采集站場關鍵工藝設備的報警數據，并上傳至上海生產調度中心，以上海生產調度中心為主、站場為輔，對設備設施異常狀態進行監視。西氣東輸公司研發了 10 類集中監視系統，包括火氣系統、管道保護系統、安防系統、緊急停站 ESD、工藝系統、計量系統、電氣系統、自動化系統、通信系統及閥室報警系統。站場采集各系統報警點數據并上傳至上海中心系統，上海生產調度中心收到數據后，按照西北、華東及中南 3 個調度臺分區管理，采用每天 24 h 值班模式， 對站場設備設施的異常狀態進行遠程集中監視、集中管理、快速響應。該措施改變了中國管道行業 40 年來站場每天 24 h 人工值班的傳統模式，解放了基層員工， 提高了勞動效率。目前，西氣東輸公司已有 163 座站場實行集中監視管理模式，節省了站場操作員大量精力，有助于操作員更加高效地投入維護維修、崗位練兵工作中，穩步提升了員工風險辨識、風險管控、應急處置 3 種能力。該措施使站場工作重心由運行監視轉變到設備設施維修維護上，使設備設施故障、誤操作日均報警率低至 0.01％，關鍵設備完好率達到 99.79％。

2、分輸智能控制

輸氣站場分輸支路一般利用調節閥進行壓力/流量控制。但由于各站場建設時期不同，自控要求存在差異，對分輸用戶的流量控制要求不明確，導致部分輸氣用戶的分輸支路未設置流量調節設備或流量調節設備不能滿足精確調節的要求。隨著天然氣分輸站場逐年增多、用氣規模逐年增大，對天然氣分輸精度提出了更高要求。為了實現對各管道分輸用戶日指定操作的嚴格控制，將天然氣智能分輸研究提上日程。

通過持續優化，西氣東輸公司改造了分輸站場的SCADA 系統程序，實現了站場用戶分輸控制由人工主導向智能控制的轉變。采用恒壓控制法、剩余流量平均法、日不平均系數法及到量關閥 4 種模式，自主完成 413 條分輸支路、15 種控制功能的升級改造，不斷提升控制模塊的自適應性、高匹配性，推動分輸全過程無人介入、無人干預，自動執行啟/停輸、啟/停站、計量/ 調壓系統故障切換等關鍵操作，實現分輸遠程控制、一鍵啟停、故障切換、自動分輸，在提高站場運行可靠性、穩定性的同時，大大減少了操作人員的工作量。

3、壓氣站“一鍵啟停”

一鍵啟停技術是將壓氣站的分散控制整合為集中控制，將站場啟、停操作升級為全自動控制，通過壓氣站工藝設備及壓縮機工藝流程全自動化控制改造、控制系統配置優化、站控與壓縮機控制系統深度融合、壓縮機輔助系統整合等優化措施，實現以下功能：壓氣站壓縮機組及輔助設備一鍵啟停，工藝流程一鍵導通，轉速、負荷一鍵設定，運行/停止、冷備/熱備機組一鍵切換以及機組一鍵并退提示。

為了使壓氣站復雜工藝的操作簡單化，減少人為干預造成的誤操作，提高壓氣站的安全水平，西氣東輸公司對中衛、高陵 2 座已建壓氣站進行一鍵啟停功能改造，是中國首次對進口燃驅壓縮機組進行試點改造。以高陵壓氣站為例，通過對壓縮機控制系統增加機組熱備控制、壓力設定值梯度設定、禁止加載控制、維持并網控制、自動并退網控制、站控系統轉速控制，實現了壓縮機控制系統功能優化。通過站控系統與壓縮機控制系統控制器的通訊，將壓縮機全部數據上傳至站控系統，實現站控系統對壓縮機控制系統的全面監視， 主要包括報警監測、數據查看、啟停機過程監測等。通過判斷各機組輸出功率、平均負荷、平均裕度等關鍵數據，提示運行人員需要增啟或減停機組，實現智能增減機組功能試運行。通過部署可視化平臺，搭建本地數據庫，將壓縮機組、生產動態、運維巡檢、一鍵啟停等相關數據進行集中展示。

4、流量計智能檢定

為了提高天然氣流量計檢定作業的安全性、質量水平以及檢定效率，西氣東輸公司提出 2 種仿真方法與1種三層結構智能控制器技術，建立了一套智能檢定系統。智能控制器作為智能檢定系統的核心，打破了傳統檢定過程工控與數據處理系統之間的通訊障礙，將多系統數據與指令融合互聯、實時交互，實現了與檢定相關設備的全智能控制。同時，智能控制器作為智能檢定系統的決策中心，通過建立檢定工藝輸入、輸出參數的復雜智能控制器模型，運用神經元網絡、專家經驗等多種方法，可以給出智能精準控制決策。

西氣東輸公司流量計智能檢定控制器由 1 個界面、2 套模型、3 個控制階段組成。

（1）1 個界面是指系統集成現場流程判斷、工況分析、閥門動作及調節方案的計算分析，整個系統僅用一個簡單界面作為人機交互接口。該界面主要用于啟動控制和緊急制動，其他操作全部由系統自動完成。

（2）2 套模型是指智能檢定系統內部包括 2 套模型：一是工藝仿真水力機理模型，主要用于現場工藝系統流動形態的全面預測；另一個則是系統動態控制機理模型，依據工藝流程、流量計口徑、目標流量點、進出站壓力參數，通過多種智能算法計算調節閥門開度組合方案，與水力機理模型配合開展策略驗證。

（3）3 個控制階段是為實現流量的精確控制，采用4路調節閥的開度組合，完成從 7～15 000 m3/h 流量調節的控制方案。控制方案由 3 個階段組成：

①準備階段，主要完成當前流量點所需站場工藝的自動導通；

②初步調節階段，即從起始狀態將系統流量快速調節至被檢流量點附近；

③精確調節階段，根據流量偏差，通過調整 4 路調節閥的最優動作，將實際流量調節至被檢流量點5％偏差之內。

目前，該智能檢定系統已在南京計量測試中心廣州分站成功應用，與人工檢定方式相比，智能檢定系統節約了大量的勞動力，提高了檢定精度。

5、巡檢智慧化及票卡電子化

西氣東輸公司管網已實現智能化巡檢及電子化票卡系統的站場全覆蓋、作業類型基本全覆蓋。日常巡檢實現軌跡化、電子化、智能化，智能巡檢系統中同時嵌入一票兩卡，實現崗位作業標準化、電子化；通過數據分析智能統計，確保日常巡檢及時到位，問題隱患精準發現、維護作業精準推送。此外，西氣東輸公司的智能化巡檢及電子化票卡系統引入物聯網技術，應用防爆 PAD、人員卡及 WIFI 無線基站，對站場、管道、閥室等高風險作業區域進行許可管理，不僅將紙質的作業票電子化，還將作業全過程管理信息化，從風險評估、作業申請、作業審批、作業實施、作業關閉 5 個環節實現對現場作業的全流程精細化管控。

光子瑞利科技（北京）有限公司，自主研發的光纖偵聽傳感技術，可以通過對已有或新建的普通光纜中的任意一根備用纖芯進行監測，單臺單路設備可以實現最長50公里光纜沿線周圍振動聲音的采集和還原，單臺雙路設備監測長度可長達100公里的分布式實時在線監聽。同時結合大數據及智能AI識別技術，通過對聲音的智能識別與復核，彌補傳統振動光纖預警誤報高的缺點，在油氣管道防入侵、防破壞、防盜采等方面有極好監測效果；另有管道地埋光纜定位儀，可對地埋非金屬光纜的斷纖點、光衰點、盤纖長度、盤纖位置、路由走向、地埋接頭盒等實際地下位置精準定位，解決了OTDR只能探測光纜皮長位置，無法快速找到地埋位置的難題，普通光纜都可實現，不受金屬鎧裝光纜的條件限制，不需要電子標識器的配合識別，僅需對地面進行多次敲擊，即可快速找到故障點。該技術在軍事國防、煤礦、電力、鐵路等領域也都有廣泛的使用需求。

編輯：fqj