李勇志 宋楠笛 王琦 高玉涛  余鹏程  陈锦岑

陕西省天然气股份有限公司输气分公司

摘要：传统管道巡检方式主要依赖硬件设施设备，制约了巡检效率与安全管理水平的提升，亟需探索一种高效、智能、低成本的巡检方式。本文剖析了传统巡检方式存在的弊端，介绍了引入电子二维码技术构建的一套管道线路高杆桩巡检系统及其核心优势，详细分析了系统架构及其应用模式，通过系统优化和功能拓展，在风险防范和预警、预防第三方施工损坏和应急响应方面也有较好效果，将提高输油气管道的安全管理水平，推动能源输送行业的数字化转型和智能化升级。

关键词：高杆桩巡检系统；二维码技术；管道巡检；巡检成本

输油气管道作为国家能源输送的大动脉，其安全性与稳定性对于保障国家能源安全、促进经济社会发展具有重要意义。然而，传统的巡检方式主要依赖硬件设施设备，成本高昂且数据单一、巡检真实性存疑及应急响应时间长等问题，严重制约了巡检效率与安全管理水平的提升。因此，探索一种高效、智能、低成本的巡检方式成为当前亟待解决的问题。

通过引入电子二维码技术，结合现代信息技术手段，构建一套高杆桩巡检系统，提高巡检效率和准确性及管道安全管理水平，降低巡检成本，满足高效、智能、低成本巡检要求。

1  传统巡检方式剖析

硬件维护成本与损耗分析。传统巡检方式依赖大量硬件设备，如画道表、马克笔、胶带等，这些必备的硬件设施的年损耗率较高，导致硬件维护成本居高不下。此外，硬件设备设施的更新换代也增加了额外的成本投入。

人力与时间成本投入评估。徒步巡检需要投入大量人力和时间，巡检效率低下，且难以保证巡检的全面性和准确性。巡检人员的工作强度大容易疲劳，从而影响巡检质量。

管理成本与数据同步效率瓶颈。纸质的巡检记录打印、存储和管理成本高昂，且存在潜在错误风险。同时，纸质记录传递延迟导致应急响应不及时，增加了安全隐患。数据同步效率低下，难以满足实时监控和应急响应的需求。

2  高杆桩巡检系统核心优势

实时数据同步与高效传输机制。巡检人员采用5G微信传输技术扫码后，数据实时上传至后台数据库并直达云端，消除了纸质记录传递延迟问题，管理人员可随时查看最新状态，掌握巡检进度和现场情况，缩短应急响应时间和提高管理效率。同时，系统还支持数据导出和报表生成功能，为管理人员提供决策支持。

多模态信息采集与融合能力。支持GPS坐标、现场照片、语音备注等多元数据融合，提供全面、准确的巡检信息，使得巡检人员能够更直观地了解现场情况，提高巡检效率。同时，多元数据的融合也为后续的事件分析和处理提供了有力支持。

硬件依赖降低与成本节约效应。仅需智能手机+微信小程序，无需额外硬件投入，有效降低硬件维护成本。电子二维码技术的引入，将传统纸质巡检表转换为结构化电子表单，避免手写错误，数据自动归档至云端。电子表单标准化提高了数据的规范性和一致性，便于后续的数据分析和处理。自动化归档减少了纸质文档的打印、存储和管理的成本。

电子记录的真实性与可追溯性保障。电子记录支持按时间、位置、设备类型等多维度检索，配合图片和视频附件，大幅提升事件分析效率。由于电子记录不可篡改，可以确保巡检数据的真实性和准确性。通过时间戳、位置信息等手段，还可以追溯每一次巡检的具体情况和人员，提高巡检的透明度和可信度。此外，智能化的事件分析功能可以帮助管理人员快速定位问题根源，制定有效的解决方案。

3  高杆桩巡检系统构建及应用

3.1  系统构建

系统采用云端+边缘计算架构，云端负责数据的长期存储和分析，边缘计算节点负责实时数据的处理和响应。覆盖华为、小米、iPhone等主流机型，测试不同摄像头对焦速度、扫码距离、屏幕亮度等性能指标，确保系统在不同设备上的流畅运行。通过优化架构设计、降低网络延迟、严格性能测试，保证系统的兼容性和稳定性，提高了系统的整体性能和可靠度。

系统在云端管理平台以高分辨率卫星地图为底图，导入管道的设计图纸或GPS轨迹作为参考；操作员沿管道走向，在卫星地图上手动精确打点，连点成线，形成一条高精度的数字化巡检路径；对每一个高杆桩的位置进行精准打点，并录入其桩号、类型等信息；系统自动为该点生成一个唯一的二维码。

系统支持离线地图下载，确保在网络信号不佳的情况下仍能正常使用。移动端App加载离线地图包后，会将预设的数字化巡检路径显示为一条清晰的引导线；导航引擎结合终端的GPS定位信息，实时计算巡检人员当前位置与预设路径的偏移量；当人员偏离路径超过一定阈值（如15米）时，系统会通过声音和画面发出告警，并自动重新规划路线，引导人员回到正确路径上。

系统划分超级管理员、普通管理员、巡检员三级角色，多级权限管理确保了数据的安全性和隐私性，实现精细管控。同时，系统还采用了数据加密、访问控制等安全防护措施，防止数据泄露和非法访问。支持现场拍照、语音备注、文字描述三种异常上报方式，巡检人员可实时上传现场情况，系统自动压缩图片并转码存储至云端数据库，同时触发预警机制，通知相关人员及时处理。

系统旨在提升巡检效率和管理效率，当巡检人员通过卫星地图打点、扫描二维码后，系统自动获取GPS定位信息并记录巡检时间、人员ID，实现无纸化数据采集，减少了人工录入错误的可能性。

3.2  功能拓展

通过系统优化和功能拓展，其在风险防范和预警、预防第三方施工损坏和应急响应方面也有较好表现。

提升风险防范和预警能力。高杆桩巡检系统通过与监控预警设备、无人机、振动传感器等，以及物联网、人工智能、业务流程紧密结合，构建了一个主动、预判、闭环的智能监控与预警体系，同步统计分析预警类型、高发区域、处理效率等，为管理决策提供数据支持。系统还可以对管道周边事物实时监控和预警，一旦发现异常情况立即通知相关人员处理，不仅能有效提升防范安全风险和预警能力，更能通过数据驱动提升整体管理效率和精细化水平。例如，利用沉降/位移监测仪监测基坑、边坡等关键部位的形变监控，气体传感器在涉及燃气管线的区域监测是否有燃气泄漏等。如接收到通过PC端弹窗、手机App推送、短信、电话语音等多种方式发出的风险预警后，系统自动生成处置工单，处理人员需在规定时间内响应并反馈结果，超时未处理将自动上报。

提升预防第三方施工损坏的能力。系统与沿管道埋设的振动传感光纤或分布式声学传感器相融合，当监测到管线附近有符合大型机械作业特征的连续、剧烈振动波形时，系统将触发警报并通知巡检人员。当巡检人员发现管道周边存在未经报备的施工活动时，系统实时推送施工坐标至管理员后台，一键汇报至二级调度，使管理人员能够迅速掌握施工情况，采取有效措施防止施工损坏。利用在管道沿线关键节点（如高后果区、人口密集区、以往事故多发区）布设带有AI算法的智能摄像头，持续对视频流进行智能分析，专门针对工程机械（挖掘机、钻探机、推土机等）的形状和动作进行识别，一旦识别到此类设备在管道保护范围内活动，立即触发警报并告知巡检人员到场处置。

提升应急响应与处置能力。管道遭遇山体滑坡或洪水冲击等自然灾害发生泄漏时，扫描泄漏点附近二维码可即时调取该管段材质、压力等级、上下游阀门位置等关键参数，为抢修队伍提供处置优先级建议，及时采取有效措施防止泄漏扩大，实现更快响应及实施处置方案。系统还支持与气象部门的联动，实时获取灾害预警信息，为应急响应提供有力支持。

4  结语

通过数据分析，高杆桩电子二维码巡检系统对比传统巡检方式，巡检效率提升30%～70%，综合成本节约25%～50%，提高了输油气管道的整体安全管理水平。建议重视巡检人员的培训和管理，提高巡检人员的专业素养和技能水平，确保巡检工作的顺利进行。

未来将进一步探索智能化、无人机高空巡检技术，如引入AI图像识别、大数据分析等先进技术，持续降低巡检成本。同时，将加强与物联网、云计算等技术的融合，推动能源输送行业的数字化转型和智能化升级。

作者简介：李勇志，1994年生，本科，助理工程师，主要从事场站及线路安全管理工作。联系方式：15129110033。