燃气管道工程管理中人工智能的运用研究

江南

摘要：燃气管道工程与群众打生活和安全息息相关，为了全面提升燃气管道管理水平和达到节约资源和环境保护目标，新时期开始对人工智能技术加以应用。本文从燃气管道智能管理的应用场景入手，讨论人工智能在燃气管道工程管理运用的技术方案，阐述人工智能的运用体现，最后提出城市智能化的特点和发展方向，希望加快推动城市燃气的数字化和智能化发展进程。

关键词：燃气管道;管道工程;工程管理;人工智能

燃气管道工程是城市基础工程设施建设的重要组成部分，其不仅关系到燃气设施建设的水平，还关乎城市生产与生活的应用，所以必须要在燃气管道工程建设中实施有效的管理工作。然而燃气管道工程纷繁复杂，需要采用人工智能技术，确保燃气管道工程的质量得到保障。

一、城市燃气自动化特征分析

城市燃气管网包括高压、中压和低压三个压力等级，其中高压燃气需要降压之后才能满足用户使用，在燃气高压降至低压期间需要通过相关装置实现，主要利用燃气调压站，其中调压器是核心设备。燃气调压站结合压力等级和位置分为城市门站，分数站以及高压、中压、中低压调压站。所以与长输管网站场不同，主要作用在于过滤、计量和调压，以此通过压力监测保证城市燃气安全。当前城市燃气自动化积极应用信息化平台，通过扩容与改造打造智能化安全管理平台，进行数据的远程监控、应急调度指挥、安全预警以及安全业务管理，最终满足燃气管道的智慧化管理需求。

二、燃气管道智能管理的应用场景分析

（一）智能化施工管理

在燃气管道工程施工期间，人工智能应用主要体现在以下方面：其一，可以对施工人员实名登记，借助读卡设备对施工人员信息加以采集，并录入数据库。在现场对人脸图片采集，然后借助人脸对比算法验证身份;其二是对施工人员安全培训，这个过程中可以采取人脸识别方法进行签到管理;其三是查验人员上岗，借助扫描特种设备上岗证获取证件信息;其四现场人员管理，通过人脸识别算法对施工人员和监理人员进行现场管理;其五是施工机械和设备管理，通过扫描特种设备证件获取其信息，然后与第三方系统在线对比。

（二）智能化施工安全管理

一方面，在下井作业或者动火操作、阀室作业都要在专人指挥与监护下进行，为了进一步提升作业的安全性，可以采取人工智能技术设定带气作业区域，之后利用录像设备采集和提取图像，再通过人体检测算法分析现场指挥情况;另一方面，吊车、挖机等大型设备作业期间需要进行安全警戒区的管理工作，能够分析作业区域是否存在人员进入情况。

（三）智能化施工质量管理

一方面，地下管线作业期间先利用警示带检测。在实际施工过程中可以通过目标检测算法判定敷设警示带的必要性;另一方面，检查燃气管道是否存在焊接数据异常。在系统中录入焊接数据，然后通过预设的记录数据发现是否存在日期异常、环境温度波动、接口之间间隔过短、材料批次错误、管道口径之间不匹配等问题。此外，可以通过计算机视觉算法检查和分析燃气管道焊接X光片，比如是否存在焊口号问题、底片编号问题、黑度不足问题。

（四）智能化安全防护

借助目标检测算法可以分析施工人员在危险作业期间是否佩戴安全绳、安全帽、工作服作业。此外，在施工过程中需要通过人工智能技术的人脸识别目标检测以及轨迹跟踪实现。主要包括以下四个部分：其一，数据采集。这个过程需要把摄像头中拍摄的视频处理，之后在存储设备中备份;其二，数据处理。存储的视频被数据处理设备读取后，再次经过视觉算法库进行预处理，然后在设备中集中存储;其三，模拟训练。根据实际应用场景配置集群，进行模型选择和参数的配置，然后对结果加以评估;其四，模型应用。在服务器运行期间利用模型，然后可以在特殊的算法下发现是否有违规操作情况，随着燃气工程进行施工现场的多次调试，提出数据采集、数据传输以及模型应用等技术方案。

三、人工智能在燃气管道工程管理运用的技术方案

（一）技术架构

在业务应用板块涵盖施工管理、施工安全、施工质量、文明施工和安全防护等内容，其中智能服务板块主要进行人脸识别目标检测，基础服务板块满足视频预览回放、事件上报、告警联动等需要，所需的设备和平台主要为互联网协议通信、数字视频录像机、网络视频录像机。

（二）数据采集

结合外部条件的差异性进行数据采集、传输以及模型應用，最后阐述模型训练和所用的关键技术，之后与人工智能技术结合应用即可满足场景需要。在实际应用中具有以下特点：一方面通过移动巡查记录仪满足录像、数据上传等需求，这种仪器具有重量轻、体积小和便于携带的优势，所以主要用于采集现场移动位置视频;另一方面，通过布控球采集视频现场定点位置，该设备内置高性能锂电池组，还带有4G通讯模块和GPS模块，之后安装于车辆内部。

（三）数据传输

在数据传输过程中，主要是受到现场无线网络信号偏弱影响，根据传输速度以及可靠性优先选择有线网络以及无线局域网，在没有网络覆盖的区域要采用离线方法，在本地完成视频存储后利用优盘人工传输到分析系统。

（四）模型应用

技术方案的执行与网络条件、模型复杂程度、实时性要求以及视频路数有关，将直接决定应用期间是否需要现场边缘计算、后台计算或者二者结合具体说来：其一，现场边缘计算。通过这种方法可以让后台的集中运算压力大大降低，并且可以发挥出输出结果强和减少传输带宽的作用，最终节约网络运行成本;其二，后台集中运算。根究现场边缘设备以及后台集中运算，增加视频路数，进行更为复杂的计算，这一过程需要借助一定的运算能力，并且保证消耗网络带宽;其三，现场边缘计算与后台集中运算的结合。相较于以上两种运算方案，该方案能够显著降低硬件以及宽带成本。

四、人工智能的运用体现分析

（一）人脸识别考勤

在燃气管道工程管理当中，诸多场景对人脸识别技术加以应用，其中包括日常签到管理、实名登记、持证查验和安全培训。比如施工现场的人脸识别测试环节，智能设备对合法人员进行绿色框定位，而陌生人员采用红色框定位。

（二）施工人员安全帽检测

在燃气工程作业期间，如果施工人员未能佩戴安全帽容易出现安全事故。通过人工智能技术可以通过施工现场的历史录像分析安全帽佩戴规范情况，如果发现施工人员没有按照规定佩戴安全帽画面会通过红色框显示。

（三）施工护栏连续性检测

在燃气管道施工现场需要按照规定设置防护栏，保证护栏的安装具有连续性，为此在燃气管道施工现场需要连续性检验测试，如果找出安全护栏设置不连续可通过红色框定位。

五、燃气智能化的特点和发展方向

在当前的燃气管道工程管理中，数据采集与监控控制系统得到了广泛应用。并且借助燃气调压站满足远程监控和动态管理需要，可以用于燃气调压站数据采集、燃气调压站出口压力调节、燃气调压站流量自动调节等需要（如图一）。由于当前城市燃气沿线设置了调压撬设备，所以也需要监控和检测调压箱中的调压撬压力，并且要对井道密闭空间的可燃气体浓度进行监测。在今后的燃气智能化安全发展中，还需要对智能化应用通讯网络、远程监控平台、现场调节监控系统加以利用。

结束语：

综上所述，在燃气管道工程中，工程安全质量管理以及施工人员管理是重点，通过人工智能技术可以显著提升燃气工程的管理水平，比如提前分析是否存在安全隐患，加强质量监督水平，确保文明施工，并且能够智能监控燃气附属设施，满足于智能预警和事后的智能核查，最终进一步提升施工效率，保障群众的生命财产安全。

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