谢孝宏 侯鹏 孙永刚 孙海外

国家管网集团北方管道天津输油气分公司

摘要：针对传统管道巡检“感知—决策—执行”环节割裂的问题，提出一种基于具身智能体集群的协同巡检方案。方案整合防爆巡检机器人、无人机集群与光纤传感网络，依托数字孪生平台构建“感知—认知—决策—执行”闭环，详述协同机制并以第三方施工防控为典型场景验证。实践表明，该方案实现了巡检从“人工周期性覆盖”向“系统全天候在场”、风险响应从“被动接警”向“主动出击”的转变，提升了巡检连续性、响应速度与人员安全水平，为人员密集型高后果区管理提供了技术支撑。

关键词：具身智能体集群；高后果区；智能巡检；闭环联动

人员密集型高后果区一旦发生事故可能造成重大人员伤亡，是管道安全保护的主战场。强制性国家标准GB 46767―2025《陆上油气长输管道人员密集型高后果区辨识与管理》从国家层面明确了人员密集型高后果区的定义与分级管控要求，打破了以往各地、各企业依据自身标准“各自为战”的局面，推动管道安全管理从“被动应对”向“主动预防”全面转型[1]。传统巡检模式在应对新国标的严格要求时，其内生性缺陷愈发凸显，症结不在于巡护人员不够勤勉，而在于“感知—决策—执行”三个环节的割裂。在感知环节，管道穿越山区、河流等复杂地形，人工巡检难以全覆盖，内检测周期长，存在大量时间盲区[2]。在决策环节，现场异常信息需层层上报、逐级研判，传递链条长、响应滞后。在执行环节，管道廊道、阀室等属高危环境，人工进入面临中毒、爆炸等直接风险；传统巡检机器人依赖固定路线，灵活性与自主性不足，难以应对复杂多变的现场情况。三个环节各自为战，使得巡检体系在面对第三方施工、打孔盗油等突发风险时，往往“发现即险情”。因此，实现巡检的体系性升级，成为人员密集型高后果区管理亟待突破的瓶颈，具身智能体技术以其闭环特性为此提供了全新的解题思路。

1  具身智能体：打通“感知—决策—执行”闭环

具身智能体是指通过物理实体与环境实时交互，实现感知、认知、决策和行动一体化的智能系统。中国人工智能学会《具身智能（2026版）》指出，具身智能体具有涉身性、情境性、主动性和交互性等特点，具备自主感知、自主决策、自主执行的能力闭环[3]。这一技术范式恰好击中了传统巡检模式“三个环节割裂”的症结。在油气管道领域，具身智能体技术正快速落地。昆仑数智研制出油气场站自主决策防爆巡检机器人，大模型理解人类模糊指令、规划任务，机器人自主执行并反馈结果，全程无需人工参与。延长石油管道公司将在1900余公里管道沿线部署无人值守机库，无人机自动起飞、巡检、充电，实现“机为主，人巡为辅”。长庆油田第二输油处融合光纤振动预警、智能巡检机器人、无人机巡护等技术，构建“风险全面掌握—智能排查—联动处置”闭环体系[4]。青岛能源集团构建“无人车全域巡检+人形机器人智慧调度”双智联动格局。这些实践指向一个共同趋势：巡检装备正从“被动执行”走向“自主决策”，从“单一设备”走向“集群协同”，这正是唐鑫等[5]提出的“技防主导、人防辅助”空天地一体化巡护新范式的生动注脚。

2  具身智能体集群协同方案

2.1  总体架构

本文提出高后果区“具身智能体集群”协同巡检方案，以数字孪生管控平台为调度中枢，整合防爆巡检机器人、无人机集群、光纤传感网络等多类具身智能体，形成“感知—认知—决策—执行”一体化闭环。管控平台接入光纤传感、视频监控、内检测、SCADA等多源数据，承载动态风险评价引擎。该引擎基于管道本体缺陷、内外腐蚀、地质灾害、第三方活动等多因素耦合模型，实时计算高后果区风险等级并将结果可视化，在数字孪生场景中实现管道风险状态的动态映射与模拟推演[6]。平台同时集成智能完整性管理功能[7]，生成巡检任务并自动分派至各类执行体，实现“一键督办”闭环管理——报警自动分发至责任人员移动终端，处置时限自动计时，超时自动升级推送，处置过程全程留痕。具身智能体集群涵盖三类执行体：防爆巡检机器人（地面）、无人机集群（空中）、光纤传感网络（地下）。这些执行体通过多模态传感器自主感知环境，借助AI大模型理解任务意图，自主规划路径并灵活避障，独立完成巡检任务并回传结构化报告。整体架构如图 1所示。

图 1 具身智能体集群协同巡检架构

2.2  具身防爆巡检机器人

具身防爆巡检机器人将大语言模型、行业知识库与可见光、红外线、激光雷达、可燃气体探测等多维感知融为一体，具备自主感知、自主决策、自主执行的能力闭环，能识别仪表、辨阀门、查跑冒滴漏，更能理解任务、规划路径、自主绕障。传统巡检机器人依赖固定路线和预设规则，一旦通道被堵或任务临时调整仍需人工接手，而具身防爆巡检机器人的核心突破正在于打破了这一局限。昆仑数智与中关村机器人产业创新中心联合研发的防爆巡检机器人“小智”已在新疆油田规模化应用。2026年春节假期，“小智”累计运行216小时，代替人工巡检350多人次，在零下40℃极寒环境下出色完成任务。研发团队采用航天级温控模块材料，确保机器人在﹣40℃至60℃极端温差下稳定运行，导航误差控制在±10 cm以内。

2.3  无人机自主巡护

无人机集群是空中巡检的主力执行体。管道穿越的山区、沟壑、沼泽等复杂地形，地面人员难以到达，空中巡检却能轻松覆盖[8]。延长石油管道公司正在构建无人机自主巡护体系，在1900余公里管道沿线部署无人值守机库、无人机及中继设备。无人机从机库自动起飞、自动巡检、自动充电，快速飞抵油区任何井场，2小时完成20公里管线巡查，巡检效率较传统人工模式大幅提升，有效破解了复杂地形巡检难题。

2.4  多机协同联动

单一智能体难以满足高后果区全域覆盖需求，多机协同成为必然趋势。“空天地”一体化巡检网络将光纤传感（地下）、防爆巡检机器人（地面）、无人机（空中）整合为统一体系[9]。光纤传感网络利用与管道同沟敷设的通信光缆实现7×24小时不间断监测，异常定位精度达米级。当光纤感知到异常振动时，管控平台在约15秒内完成信号分析并自动生成核查任务，优先向距离目标最近的无人机机库下达起飞指令，无人机平均2分钟内升空，5分钟内飞抵现场，同时推送工单至责任人员。地面机器人在收到精准坐标后自主规划路线抵近确认，形成时间轴上紧密衔接的“接力”闭环。

2.5  典型场景：第三方施工智能防控

第三方施工是高后果区最突出的外部威胁。具身智能体集群在此场景下完整呈现了从“感知”到“执行”的一体化闭环。光纤传感网络7×24小时监测管道沿线振动信号，捕捉到机械施工特征频率后，系统自动分析振动源位置，实测定位误差可控制在10米以内。管控平台随即向无人机发出起飞指令，无人机自主飞抵目标区域，通过AI视觉识别确认施工机械类型，现场画面实时回传。当无人机识别出疑似风险点时，系统可立即调度地面机器人抵近核查，多模态大模型同步分析红外、可见光及气体传感数据，快速判断风险等级。确认为高风险施工后，智能警示牌自动开启语音提醒和远程喊话功能，系统具备信息共享和多端联动功能，自动生成工单并推送至指定人员手机APP[10]，向责任人员推送包含施工位置坐标、现场图像和风险评级的工单。现场需执行关阀等物理操作时，防爆巡检机器人凭借双机械臂在视觉引导下完成精细任务，具备执行阀门操作等高精度作业的能力。

3  具身智能体集群带来的三重改变

3.1  重塑巡检节奏：从“周期性覆盖”到“全天候在场”

传统巡检模式受制于人力和地形，只能做到“周期性覆盖”——巡护人员一日两巡已是上限，内检测5～8年才实施一次，大量时间窗口处于无巡护资源覆盖的“真空”状态。具身智能体集群彻底打破了这一局限：防爆巡检机器人24小时在场站内自主穿行，无人机从机库自动起飞俯瞰千里管道，光纤在地下全天候静默感知。管道巡护从“一日两巡”的片段式覆盖，升级为7×24小时的连续在场。可量化成效印证了这一转变的幅度：某油田场站在2026年春节假期的日常巡检中，防爆巡检机器人累计运行216小时，代替人工巡检350多人次，单个场站运维成本下降30%～40%；无人机2小时完成20公里管线巡查；在“智慧中台+四足机器人”架构下，一线巡检人员暴露风险降低90%以上（表 1）。

表 1 具身智能体集群在高后果区智能巡检中的应用成效

3.2   重塑风险响应：从被动接警到主动围猎

传统风险响应遵循“发现异常—人工确认—逐级上报—组织处置”的线性流程。当一个环节被延迟，整个响应链条就会失速。具身智能体集群将这一流程重构为“光纤感知异常→无人机自动抵近侦察→机器人地面确认→平台秒级推送工单”的并行闭环。风险不再是“被人发现的”，而是“被系统捕获、追踪、确认、围猎的”。这一转变在第三方施工防控场景中体现得最为充分：振动信号在施工机械接触管道之前即被光纤捕获，无人机数分钟内飞抵目标区域进行AI视觉确认，智能警示牌同步开启语音提醒，工单直达一线人员移动终端。从“发现即险情”到“征兆即预警”，从“层层上报”到“直达一线”，风险响应时间从小时级压缩至分钟级。

3.3  重塑人机关系：从机器辅助人到人监督机器

在传统巡检体系中，巡检机器是人的辅助工具——人负责判断和决策，机器只负责执行预设任务。具身智能体集群的部署带来了人机关系的根本性重构：机器不再是“遥控工具”，而是具备自主感知、自主决策、自主执行能力的“数智巡检员”；人的角色从“全程操控者”转变为“例外管理者”，只有在机器人遇到超出预设边界的异常情况时，才会介入判断和干预。青岛能源集团的实践生动诠释了这一转变：实体机器人成为连接虚拟数字空间与现实调度业务的智能枢纽，推动燃气安全管理从“人防为主”向“技防优先”深刻变革。

人机关系的重塑必然涉及制度层面的衔接。《石油天然气管道保护法》规定管道企业应配备专门人员对管道线路进行日常巡护。具身智能体集群并非替代法定人工巡护义务，而是对传统巡护手段的补充升级：人工巡护法定职责不变，具身智能体集群作为“技防”手段，用于提升巡护频次、覆盖人工盲区、替代高危环境作业，与人防形成互补关系。新国标GB 46767―2025要求对人员密集型高后果区实施全生命周期分级管控，具身智能体集群正是这些要求的物理落地——机器人深入危险区域采集数据，无人机覆盖人工巡护盲区，光纤传感与执行体联动构建起全链条安全防线，实现法律合规与技术升级的统一。

4  结语

具身智能体集群正在油气管道高后果区巡检领域引发一场深刻变革。防爆巡检机器人搭载“具身大脑”自主完成全流程巡检，无人机从机库自动起飞覆盖千里管道，光纤在地下静默感知。这场变革的核心在于打通了传统巡检模式中“感知—决策—执行”三个环节的割裂状态，让管道高后果区巡检从“人的眼睛看、人的大脑判断、人的手脚执行”转向“机器感知、AI决策、机器执行、人监督管理”，管道安全保护正从依靠人的勤奋，走向依靠系统的智慧。 

参考文献：

[1]张圣柱，潘盼，曹旭. 辨识管理高后果区 筑牢管道安全防线[J]. 管道安全保护，2026(1)：4-7.

[2]张华兵. 新国标GB 46767背景下高后果区管理现状分析与实施建议[J]. 管道安全保护，2026(1)：13-16.

[3]中国人工智能学会. 中国人工智能系列白皮书—具身智能（2026版）[R]. 2026.

[4]彭珂岩，郭龙.油田输油管道安全保护工作创新实践[J].管道安全保护，2025(2)：35-36+59.

[5]唐鑫，蒋华明，谭威，等. 长三角油气管道智能化巡护管理新范式探索[J]. 管道保护，2025，2(5)：83-90.

[6]蔡欧.主动智能防控体系在高后果区管理中的实践探索[J]. 管道安全保护，2026(3)：15-18.

[7]谢孝宏，何景丽，徐南，等. 数字孪生驱动下油气管道智能完整性管理研究与应用[J]. 石油化工自动化，2026，62(2)：6-12.

[8]田野，顾继俊，李宏霞，等. 油气长输管道巡检机器人研究现状及展望[J]. 管道保护，2025，2(6)：74-79+88.

[9]谢成.油气管道空天地一体化保护实践与应用[J].管道保护，2025，2(2)：91-96.

[11]马文甲.高后果区视频监控与智能警示牌势态感知系统建设[J]. 管道安全保护，2025(2)：31-32.

作者简介：谢孝宏， 1975年生，工程硕士，高级工程师，主要从事长输管道建设与运营工作。联系方式：18522012166，xiexh@pipechina.com.cn。