5G+智能燃气技术赋能，推动城市治理数字化

图/文 宋占钰 李英哲 常硕

习近平总书记在党的二十大报告中强调，要提高公共安全治理水平，坚持安全第一、预防为主。推进安全生产风险专项整治，加强重点行业、重点领域安全监管。

事故现场

《住房和城乡建设部关于进一步加强城市基础设施安全运行监测的通知》（建督〔2021〕71号），要求“各地要加快燃气、供水、排水、供电、热力、桥梁等管理信息系统整合，依托城市信息模型（CIM）在城市运行管理服务平台上搭建城市基础设施安全运行监测系统。对管网漏损、防洪排涝、燃气安全等进行整体监测、及时预警和应急处置。”

根据江苏省政府办公厅《关于进一步加强城镇燃气安全管理工作的通知》（苏政办发〔2013〕51 号）文件要求，各地建成完善的燃气管线地理信息系统。根据以上要求，建立一套完善的城市燃气行业信息管理系统，对燃气管网数据进行统一有效的管理，对各燃气企业燃气生产运行数据进行监控，对燃气管道的危害进行有效的预防和监控，同时分享燃气基础地理信息数据和扩大政务公开，使其成为城市燃气的危险监控和安全管理辅助工具显得十分必要。

为此，联通采取了一系列有效信息化技术对燃气管网的规划、建设、管理、巡检、维修、应急等方向进行信息化支撑。结合5G+物联网无人机巡检技术、领导驾驶舱、数字孪生CIM可视化系统数据接入、资源承载、可视化展示和大数据分析能力；通过物联网、云计算等技术手段，构筑5G+4G/Cat.1+NB-IoT 的泛在物联网络，通过部署在城市各点位的各类传感器、视频摄像头，建设城市深度感知的神经网络，打造“动态感知、全域智能、高效协同、精确指挥”的燃气系统管理平台。

一、5G+无人机巡检

采用无人值守远程智能控制无人机机巢为主体，承载行业级无人机，数据传输采用基于中国联通5G 传输网络方式，同时利用北斗定位系统对井的位置进行精确采集。可根据不同的作业场景搭载专业机搭载设备，进行多样化需求作业。结合无人机远程管控平台后端，实现对无人机的自动巡查路径规划、自动起降、自动充电、自动数据回传等智能化功能。

实现远程无人值守智能无人机巡航作业管理。支持多台智能机巢组网，形成无人机遥感网。支持本地化、云端部署，适应客户的网络环境。从而解决燃气管道检查难的问题。部分管道穿越的地形复杂崎岖，通常会途经山地、农田、村庄或者河流等，给工作人员工作带来了很大不便。同样解决了部分管线采用人力巡检难度大，巡检效率和巡检精度较低，巡检范围大、路况复杂、时间长、人员安全、管道泄漏等问题。

1.管线占压监控管内压力

通过无人机信息化技术可以通过监控管内压力识别管线占压行为。5G 基站与信息平台信息传送联动，接受中心的命令。通过对管道上方及周边内存在的建筑目标的后端比对识别，判断为疑似管线占压，系统可将识别区域以截图及文字描述方式呈现在巡检报告中，进行取证及现场核查。

无人值守远程智能控制

地下隧道

监控返回

2.非法作业行为及时发现

无人机信息化技术可以通过监控画面识别出非法作业行为。对管道周边一段时间内持续存在的卡车、挖土车、小轿车目标的后端比对识别，判断是否为非法施工作业，系统可将识别区域以截图及文字描述方式呈现在巡检报告中。

3.露管识别排除露管隐患

露管识别排除露管隐患，通过对管道路由存在的疑似裸管目标的后端比对识别，初步判断为露管隐患，系统可将识别区域以截图及文字描述方式呈现在巡检报告中，进行取证及现场核查。

4.管道科技巡检保障日常作业

以无人机对管道覆盖范围以及区域边界巡查，进行高空监控，无人机画面直播，照片视频等信息实时回传。

工业可燃及有毒有害气体探测器

AI 智能识别并预警

夜间照明及空中喊话，无人机搭载探照灯喊话器，可在巡查过程中，对危险行为进行喊话驱离，及时取证。

5.管道科技巡检防止有害物质泄漏

有毒物质泄露话题同样引人注目，无人机飞行平台挂载激光甲烷遥测仪对地表空气进行实时检测，发现异常及时预警，并将其位置，甲烷浓度，照片视频等信息实时回传，可以对有毒物质及时发现，起到预警作用。

6.应急辅助

针对管道区域、建设工地发生的突发事件，利用无人机挂载可见光相机，将现场动态视频实时传送至指挥大屏，通过挂载的扬声器实现远程指挥。

7.AI 智能识别并预警

AI 智能识别违规行为并对违规行为进行预警。基于无人机航拍视频进行车牌、人脸、安全帽、挖机、占压物等抓拍及自动识别，并针对挖机等特定识别发出警报。

二、建设“数字”领导驾驶舱

为形成用数据说话，用数据管理，用数据决策，用数据创新的新机制，充分发挥数据价值，将业务、数据、监管过程汇总展示、分析利用，实现信息实时监控和直观展示，提供给各级领导和业务人员进行监督指挥，统一掌握运行数据。

实现信息实时监控和直观展示，提供给各级领导和业务人员进行监督指挥，统一掌握运行数据。主要内容包括：

1.无人机联动指挥

信息实时掌握，助力指挥决策，无人机实时作业画面，利用平台接口联动技术，将无人机实时的作业画面传输至调度指挥大屏，助力指挥决策。

2.场站信息全面展示

统计展示场站信息，包含当日、当年度、上年度供气量；当月用气量曲线；各场站进出站压力、瞬时流量；管网末梢、重点区域、重点用户实时压力。

3.抢修信息统计助力隐患排查

统计抢修量，包含当日抢修量、当月抢修量曲线，以曲线图、柱状图等形式展现抢修量变化、抢修类型等。

4.设备安全检测

对燃气设施进行巡查，定期对燃气设施进行检测、维修和维护，建立巡检台账，记录当前总用户数、已安检户数，确保燃气设施的安全运行。

5.隐患信息加强企业排查力度

建立隐患排查治理和风险管控双重预防机制；定期开展风险识别和隐患排查治理，建立隐患台账，全面实现企业自查、部门检查、上级督查等隐患信息的输入、分析、统计汇总、治理、整改的闭环流程；定期统计隐患排查情况，包含当前隐患量、当月隐患量曲线、隐患完结率。

伊春市燃气监测监管平台

6.管网信息展示

展示管网统计信息，包含次高压管道公里数、中压管道公里数等。

7.智能动态预警

大屏结合燃气设施分布图、管网运营监控图、应急图，设定燃气监管各领域各行业预警指标，根据监测分析数据即时运算与现实市场运行情况的偏离度，达到预警指标时及时提醒，达到监管阈值的及时督促执法，成为业务“预警雷达”，实现证书到期前预警、运行参数预警、场站设备设施定期检验到期预警等功能。

8.辅助决策

通过相同指标对统计结果进行罗列比较，通过横向和纵向对比，反映燃气设施情况、分布情况、养护情况、考评情况以及动态变化情况，反映燃气管理单位、相关燃气企业的因果联系，以及燃气设施与养护巡查投入比等，基于上述统计分析指标，提供多维度面向主题直观展示，为燃气市场的规范完善和良性健康发展提供辅助决策支持。

三、数字孪生CIM 可视化系统

实现对人员、设备和巡检车辆的位置坐标数据的采集、存储、管理、分析和表达,将信息通过多功能基站及时、准确地传输到监控中心,并将地下综合管廊的走向以及出入口位置精确的在GIS 地图上标注出来,实现对通风线路、避灾路线、监测设备、巡检人机坐标等信息的GIS 浏览,GIS 系统设计离不开无线传感网络的支持。地下综合管廊是一个相对封闭的通道。由于地下空间情况的多变性,当巡检人进人管廊内部后可能与外界失去通信联系,甚至外界都无法获知综合管廊内部人员的位置。基于无线传感器网络的巡检人机坐标定位可以轻松实现管廊内人员位置信息获取,从而保证了巡检人员的安全。

三维地下市政

在B/S 端，支持地上地下全空间数据CIM可视化展示。包括地面透明度调节、图层控制、漫游、辅助量算等通用功能，同时支持用户根据需求定制试点场景，实现不同场景的一键式切换。利用数据聚合和BIM 技术,平台将接收到的管廊内部各区域数据(包含传感器信息、故障报警信息、日志记录及状态变量等)按管理需求重新进行分类汇总,并在管廊总调度中心大屏幕、PC 终端或移动智能设备上构建统一的运营视图,实现指挥调度中心动态监管的管控一体化。为应急指挥决策和日常生产调度提供强有力的手段支持和数据支撑,协调响应潜在的管廊运行的危机事件。

四、产业助力城市“安全”建设

利用无人机技术进行燃气管道的远程智能巡航作业管理，解决了传统人力巡检的难题。通过无人机的自动化功能，可以实现对管线占压、非法作业、露管隐患等情况的监测和预警。同时，通过挂载激光甲烷遥测仪和可见光相机等设备进行气体泄漏和突发事件的监测，并实时回传相关信息。该系统还包括领导驾驶舱和数字孪生CIM 可视化系统，通过数据展示和统计分析，提供给各级领导和业务人员进行信息监督和指挥决策。该方案的实施可以提高巡检效率和精度，降低巡检成本，同时确保工作人员的安全，并为燃气管道的安全运行提供保障。