地下管线电子标识系统在管线巡检中的应用

2020-07-01彭长江张敏

中国化工贸易·中旬刊 2020年3期

彭长江　张敏

摘要：近年来，随着我国的综合国力的提高，人民对美好生活的需求也越来越高，同时随着对环保要求力度的越来越严，作为清洁能源的天然气需求也越来越大，城市燃气管网的建设也越来越完善。然而随着时间的变化，加之一些人为的因素，原先地上标识所指明的地下管线与图纸发生了一些变化，久而久之，给燃气管道企业在管产的巡检、维修、应急抢险等方面带来了诸多的不便。因此，对地下燃气管道的确切位置和管道的埋深、弯头、阀门的具体位置等信息参数的收集、整理，就显得尤为重要;同时，如何更好地对管线巡检工作进行有效的管理，也成为一个值得研究的课题。

关键词：地下管线;电子标识;管线巡检

1 常规管线巡检方式及其缺陷

1.1 人工手写工作薄巡检

事先设计好待巡检的项及相关参数，并将其装订成工作薄置于待巡检的对象旁，巡检人员每巡检一次，核查相关参数，并将参数数据在工作薄上记录。该方式巡检麻烦，更新困难，不能及时。如有设备更新换代，则整个工作薄都需要重新设计，并统一部署巡检现场，不利于工作的管理和信息流动及使用。

1.2 基于条码识别的巡检应用

首先，根据设备的不同，编制不同的条形码，并将该码附于待巡检的设备。巡检人员采用可读取条形码的设备对巡检目标进行扫描，获得该巡检目标的ID，然后针对该巡检目标进行常规巡检，人工写入巡检对象状态数据参数。巡检完毕后，再人工将巡检结果通过设备接口借助于通信网络保存到后台数据库。该方式巡检设备为专有，且通信能力不强，无法及时同步更新数据，升级维护困难。

由于传统的巡检管理基于“计划预修制”的思想，缺少先进的管理方式和巡检工具，谎检、漏检、误检情况时有发生，无法保证巡检信息的准确性。随着信息化建设的不断发展和无纸化办公要求的提高，传统巡检管理模式的弊病更加突出，人员巡线手工记录、无轨迹、特殊节点无法做记录、人员不到位的情况无法考核。

2 地下管线电子标识系统的原理

射频识别即RFID（Radio Frequency IDentification， RFID）技术，又称电子标签，采用RFID这种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。其基本原理是先将射频卡安装到巡检目标上，然后持有读卡器的巡检人员经过巡检目标时，读卡器自动对巡检目标的数据进行读取。尔后巡检人员将巡检结果定期上传到数据库。该方式跟基于条码的巡检相比，除了设备的识别不同外，处理流程几乎一样。

系统的射频识别标签采用的是只读非接触射频卡，由天线和微型芯片组成。地下管线每隔一段距离安装一个电子标识器，以电子标识器的唯一编码ID号作为该标识位置点的标志，通过标识探测仪识读电子标识器ID号，将ID号无线传输至GIS平台和巡线平台，结合移动互联网实时显示该位置点的管线相关信息如管线名称、敷设方式、埋深、附属设备描述、标识器安装位置描述、经纬度坐标等。

电子标识器采用RFID技术，可以穿透土壤实时读取管线埋深，电子标识器无需电源，使用寿命30年，可存贮信息，信息可以通过巡线终端X5设备上传地下管线巡线软件。

3 地下管线电子标识系统的主要内容及关键技术

3.1 地下管线电子标识系统的组成

地下管线电子标识系统组成：探测仪（读写器）--电子标识器--辅助采集设备北斗--无线远传到GIS系统和巡线系统。

施工简单，新建管线随管道埋设电子标识器使用北斗设备扫码录入属性，无线远传GIS平台，管沟回填，路面变化后探测复测实时位置更新到GIS平台;老旧管线普查管线位置，用钉形电子标签25m植入一个远传到GIS平台。

手持移动终端及电子标签，通过运用先进的物联网射频识别（RFI D）、嵌入式、数据库、计算机软件等技术和方法来实现，在管理软件中建立设备台帐的基础上，通过在设备附近安装RFID卡作为电子标签，工作人员手持点巡检设备通过读取电子标签来强制实现到位功能，然后才能对地下管线路由阀井和设备的状态进行后续的检查记录，最近将数据通过离线的方式导入到安装在计算机内的管理软件中，管理软件进行查询统计和趋势分析。

3.2 关键工艺

①把非接触感应器安装在各地下管线和阀井重要巡检的地方，此点防水、防潮、防腐蚀（且具有唯一的内码）;

②通过实地调研把每个感应器对应设备需检查的内容及参数搜集过来，录入巡检管理软件，形成巡检任务（计划）;

③巡检部门系统管理员把巡检系统软件安装在管理计算机里，按照巡检内容、时间、班次等提前编制好巡检任务，下载到巡检机里;

④巡检人员带上巡检机，到达沿线安装的巡检点处读取，巡检数据会自动存储在巡检机里，并且巡检机具有掉电保护数据的功能;

⑤巡检机里的信息记录通过数据线上传到装有专用管理软件的电脑里，系统管理软件进行自动处理归类，可进行统计、分析。

4 地下管线电子标识系统的优点

①将先进的物联网RFID技术及嵌入式软件技术应用于传统的巡检管理系统，通过RFID技术方式代替传统的人工纸笔填表、挂牌拨表式的传统巡检，可实现巡检全程无纸化办公，并且无需现场布线，无需设备停车，不会影响单位各车间的正常生产;

②便携式的手持终端，结合RFID技術，避免人工巡检经常出现的谎检、漏检、误检情况，保证巡检信息的准确性;

③电子标签，具有唯一的内码，外部结构设计更科学，安装更便捷、使用更方便、寿命周期更长、维护成本更低、安全性能更高;

④点巡检设备可靠耐用，有防爆功能，防护等级高，电池容量大，备份机制全，续航能力强;

⑤使用浏览器/服务器模式，数据集中存储，可有效降低对客户端的软硬件环境要求，网络内用户只需上网浏览器就可使用，大大减少了日常的维护工作，有效提高了对巡检数据的统计和分析效率;