宋家友

（廣東大鵬液化天然氣有限公司，廣東 深圳 518048）

2017年，國家安全監(jiān)管總局等八部門在《關于加強油氣輸送管道途徑人員密集場所高后果區(qū)安全管理工作的通知》（安監(jiān)總管三[2017]138號）中明確要求油氣長輸管道企業(yè)采取提高日常巡護頻次、加密設置地面警示標識、安裝全天候視頻監(jiān)控等人防、物防、技防措施，及時阻止危及人員密集型高后果區(qū)管段安全的違法施工作業(yè)行為。為此，本文介紹了廣東珠三角某天然氣長輸管道公司（下稱“案例公司”），為積極響應國家及屬地政府關于在管道后果區(qū)安裝視頻監(jiān)控的要求，結合自身近6年來應用無線視頻監(jiān)控的經(jīng)驗總結和效能分析，探索無線視頻監(jiān)控智能化的必要性；通過文獻研究和市場產(chǎn)品功能成熟度調(diào)研，探索將最新智能視頻監(jiān)控技術應用于管道安防以解決管道保護不能主動預警難題的可行性以及最大限度地利用原有20余套固定桿式無線視頻監(jiān)控設備并進行智能升級改造和系統(tǒng)對接的便捷性；基于建設工程項目管理規(guī)范，探索管道安防工程項目管理全局性統(tǒng)籌、全過程協(xié)調(diào)、全壽命周期維護的可優(yōu)化性，以期在約束期限內(nèi)建成一套智能預警和聯(lián)動效能高、系統(tǒng)安全性和可擴展性好、設備可操作性和可維護性強的長輸管道安防系統(tǒng)，并通過后續(xù)精細化的運行管理來促使項目設計功能得到充分發(fā)揮、項目資產(chǎn)得到有效保護。

1 無線視頻監(jiān)控智能化的必要性和可行性

1.1 無線視頻監(jiān)控智能化的必要性

無論是2014年開始自行組裝和應用的便攜式無線視頻監(jiān)控，還是2017年以后分批建成的20余套固定桿式無線視頻設備，案例公司分區(qū)設置的安防監(jiān)控人員都是在應用終端通過設備前端攝像頭自帶的監(jiān)控平臺，人工瀏覽并切換監(jiān)控視頻畫面來逐一辨識管道保護廊帶內(nèi)是否存在影響管道運行安全的第三方施工活動。盡管該監(jiān)控平臺具備電子圍欄、移動偵測等功能，但無法精準預警管道安全保護所關注的第三方施工機械和人員等主要風險因素。為了降低無線視頻監(jiān)控通信流量費和太陽能板供電設備的功耗，監(jiān)控人員不得不采用間歇性（如每30分鐘或1小時）查看視頻流的方式，來兼顧管道安防工作的實效性和監(jiān)控設備運行的可持續(xù)性。隨著同一管理區(qū)域監(jiān)控點位的增多，監(jiān)控人員只能在應用終端進行分屏設置并點擊畫面才能查看現(xiàn)場詳情，日復一日的重復性工作，極易增加監(jiān)控人員的疲勞感，監(jiān)控質量難以長久保持。稍有疏忽或不及時關閉系統(tǒng)，監(jiān)控設備還容易因通信流量費和用電量超限而導致停機，在這種情況下，管道安防無線視頻智能化就顯得尤為迫切和必要。

1.2 無線視頻監(jiān)控智能化的可行性

1.2.1 監(jiān)控系統(tǒng)智能化整體解決方案構想

基于在役無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用經(jīng)驗總結和效能分析，2020年1-3月份，案例公司開展了大量的文獻研究和實地調(diào)研，提出了圍繞邊緣計算AI前端智能識別技術為核心來組建無線智能監(jiān)控系統(tǒng)的構想。因為相對于集中式云計算，邊緣計算技術具有以下優(yōu)勢：（1）邊緣計算可以實時或更快地進行數(shù)據(jù)處理和分析，縮短延遲時間；（2）在成本上可以大大減輕經(jīng)費預算；（3）減少網(wǎng)絡流量；（4）提高應用程序效率；（5）可以持續(xù)學習，帶來個性化互動體驗；（6）安全和隱私得到了有效保護[1]。

無需專用服務器的前端智能視頻圖像分析技術的應用，讓無線智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構建邏輯變得清晰具體。由前端監(jiān)控系統(tǒng)、云端服務器和客戶端三大部分構成的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將融合現(xiàn)代電子技術、現(xiàn)代通信技術、物聯(lián)傳感技術、大數(shù)據(jù)技術、AI人工智能技術、現(xiàn)代控制技術與現(xiàn)代計算機視覺技術，可將管道保護廊帶建設成一個具備“端、邊、云”AI全場景智能化的實時監(jiān)控區(qū)域。若監(jiān)控區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)人員、機械設備等目標物或可燃氣體含量探測超標時，前端感知裝置將瞬時捕獲、觸發(fā)聲光報警并及時將威脅信息推送至云端服務系統(tǒng)，云端系統(tǒng)通過Internet網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)推送至客戶端，同時通過微信等方式告知相關人員，實現(xiàn)智能預警[2]。

1.2.2 智能視頻監(jiān)控關鍵技術的優(yōu)選

在確定以邊緣計算為核心的智能視頻圖像分析技術作為前端攝像機的關鍵技術后，案例公司對所屬近10年的管道保護數(shù)據(jù)進行結構性分析，確定本項目擬將智能視頻監(jiān)控的定制目標物設定為人形、挖掘機、地勘鉆機、定向鉆機和重型車輛五類。同時，結合無線智能視頻監(jiān)控產(chǎn)品市場成熟度調(diào)研情況，案例公司還優(yōu)選了確保設備和系統(tǒng)可靠運行的低功耗控制技術、故障自診斷技術、智能電源管理技術和多接口拓展技術。

2 云端部署及遠程應用服務定制

2.1 云端部署

智能監(jiān)控平臺系統(tǒng)將部署在中國電信天翼云上，監(jiān)控平臺系統(tǒng)含管理軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、流媒體服務器、接入服務器等子模塊應用程序，各類應用程序均獨立設計，簡單易維護。若前端監(jiān)控系統(tǒng)識別算法需更新，只需調(diào)用接入服務器遠程升級裝置，進行指定設備升級或批量升級。升級成功后，前端監(jiān)控裝置向監(jiān)控平臺系統(tǒng)上報更新狀態(tài)及工作狀態(tài)；如果升級失敗，前端監(jiān)控裝置將回滾至先前穩(wěn)定系統(tǒng)，并上報更新失敗原因。

2.2 遠程應用服務定制

在客戶端，監(jiān)控系統(tǒng)支持PC端接入、移動終端接入和微信端接入。系統(tǒng)采用B/S模式，任何聯(lián)網(wǎng)PC用戶僅需打開瀏覽器，正確輸入服務器地址、賬號、密碼，通過安全認證后即可訪問云端服務器。對于移動終端用戶，考慮到應用場景的特殊性，系統(tǒng)配套移動終端應用程序，用戶可通過應用程序查看各監(jiān)控設備工作狀態(tài)、實時監(jiān)控視頻和入侵報警信息，并能驅動語音系統(tǒng)一鍵遠程喊話。

為了實現(xiàn)預警信息智能推送、智能聯(lián)動，即無需監(jiān)控人員盯防每個監(jiān)控點，擬建系統(tǒng)將集成微信推送平臺。該平臺與騰訊微信公眾號直接對接，當系統(tǒng)收到入侵報警信息后，立即自動將信息通過微信公眾號發(fā)送至預先設定的客戶端，關注者只需在客戶端一鍵關注公眾號即可接收到監(jiān)控點的報警信息。

2.3 原有視頻監(jiān)控設備改造的可行性

基于前述無線視頻監(jiān)控智能化的可行性分析并經(jīng)實地踏勘和技術參數(shù)比對，原有20余套監(jiān)控設備可以通過增加前端AI識別主控模塊、泄漏氣體監(jiān)測裝置并更換配電箱的方式，實現(xiàn)設備改造和智能化升級，這就為原有資產(chǎn)的有效利用開辟了一條優(yōu)化通道。

3 無線智能視頻監(jiān)控項目的實施

本項目基于前期無線視頻監(jiān)控應用經(jīng)驗總結、管道保護數(shù)據(jù)分析和智能視頻監(jiān)控前沿技術應用可行性研究，擬在案例公司400多公里管道高后果區(qū)人員密集場所附近，新建40套并改造近3年不同批次建成的20余套無線視頻監(jiān)控設備，借助中國電信天翼云平臺、物聯(lián)網(wǎng)和移動終端，實現(xiàn)無線視頻監(jiān)控設備前端智能識別人形、挖掘機、地勘鉆機、定向鉆機和重型車輛后，立即分類語音告警、云端存儲視頻截圖、移動終端響鈴推送告警信息的管道智能安防之目的。

3.1 項目管理策劃

本項目作為案例公司“安全生產(chǎn)專項整治三年行動計劃”的重點項目，由管道巡護團隊兼職承擔并組織實施。項目組在無具體的管道安防工程標準規(guī)范可遵循的條件下，參照《建設工程項目管理規(guī)范》（GB/T50326-2017）、《安全防范工程技術標準》（GB50348-2018）等，確定了項目管理目標，遵循項目動態(tài)管理原理，明確項目管理范圍、實施方法、進度計劃、所需資源、各參與方職責并測算項目成本，以保證項目的順利實施。

在新冠肺炎疫情復工復產(chǎn)階段的2020年3月下旬，案例公司合同采辦部通過招投標方式啟動了該項目，項目組制定了項目實施關鍵節(jié)點控制計劃，預計9月30日前開始項目調(diào)試，11月30日前完成項目竣工驗收。

3.2 項目現(xiàn)場實施

雖然本項目的內(nèi)容結構和工藝流程相對簡單，但60余套設備的安裝、改造位置分布在全線400余公里管道路由上不同的地點，設備落地存在較大的不確定性，同時，現(xiàn)場施工工期與廣東6-9月份高溫雨季相重疊，加之部分設備的安裝運行有時間上的嚴苛要求，倒逼項目施工管理必須未雨綢繆。因此，在2020年5月底的項目開工會議上，項目組商討確定了項目目標、負責人及職責、解決瓶頸辦法、質量及安全關注要點，以清單的方式厘清施工管控的關鍵事項并將其納入會議紀要，這就為施工管理的規(guī)范化和精細化打下了良好基礎。

3.2.1 預估風險、留有余地，嚴格項目施工進度管理

本項目圍繞“高起點、嚴要求、對標設計、充分準備、透明化施工、及時總結完善，力求交出安全優(yōu)質樣板工程”這一目標，優(yōu)先解決影響項目進度全局的設備選型與采辦問題（60天的供貨期），在現(xiàn)場充分踏勘的前提下同步推進項目實施方案（含墩基礎和防雷接地）的完善工作。項目組建立了微信群、日報、周報、節(jié)點控制及協(xié)調(diào)會議等溝通協(xié)調(diào)機制，及時協(xié)商解決制約項目進度的各類問題。按照項目總體進度計劃，項目組倒排各工序的工期，預估進場路線不熟悉、異常天氣影響和施工用地外協(xié)不確定性可能導致的誤工、滯工風險，分別采取微信定位分享、異常天氣應對、受阻時高效協(xié)調(diào)或臨時就近轉移、條件允許時適度趕工等措施，保證了各節(jié)點進度控制目標的提前實現(xiàn)。

3.2.2 參照標準、持續(xù)優(yōu)化，滿足質量安全管控要求

項目施工，質量是安全的基礎，安全是質量的保障。項目組成員參照《中華人民共和國石油天然氣管道保護法》《建筑地基基礎設計規(guī)范》《安全防范工程技術標準》《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設計規(guī)范》《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》等，對以下事項進行了優(yōu)化改進及創(chuàng)新性實踐：（1）將設備墩基礎設置在管道中心線單側5米范圍內(nèi)且與管壁外緣保持至少2米以上的間距，既利于施工用地外部協(xié)調(diào)，又利于在役管道的安全保護；（2）優(yōu)化墩基礎設計規(guī)格，將鋼筋混凝土體積從初設的1.5米見方縮小至1米見方，頂面標高從高出自然地面10厘米降低至地面以下20厘米且地腳螺栓包封面略高于自然地面，利于環(huán)境保護并和諧周邊環(huán)境；（3）基礎坑開挖出的土方用彩條布隔離堆放或裝入編織袋中并及時處理，以減少對環(huán)境的污染；（4）通過加深接地極或在有條件的區(qū)域擴大接地網(wǎng)，認真整改12處防雷接地裝置至接地電阻值均在10歐姆以下，工作中不留質量缺陷；（5）認真研究各元件接線柱與立桿端口的匹配性并將所有接頭改造成快速接線端子，方便系統(tǒng)集成；（6）按照“實施方案-風險分析-安全交底-作業(yè)許可-班前會”五環(huán)一體的模式，落實施工安全風險管控措施；（7）將設備集成及安裝流程制作成視頻，供不同班組統(tǒng)一標準動作；（8）優(yōu)化設備安裝工序，采用專用立桿器，減少高處作業(yè)及吊裝作業(yè)風險，提高施工效率和作業(yè)的本質安全。

3.2.3 發(fā)掘潛能、量身定制，為項目運行賦能增值

2020年9月20日，隨著最后一套改造的無線視頻監(jiān)控設備調(diào)試成功，標志著本項目現(xiàn)場施工提前完成。在隨后的系統(tǒng)調(diào)試和試運行階段，項目組邀請管道安保各區(qū)中隊長以上的應用人員全程參與，摒棄安防工程“重建設、輕運行”的慣性思維和做法，提高基層安防人員應用的積極性。在10月15日前的調(diào)試階段，部分設備發(fā)生前端識別不靈敏、報警語音不清晰以及移動終端無告警推送信息等問題，項目組技術人員齊心協(xié)力，加班加點開展技術攻關，多次優(yōu)化或升級系統(tǒng)功能設置，提高了系統(tǒng)的可靠性；10月30日前的試運行階段，現(xiàn)場應用人員發(fā)現(xiàn)部分設備前端識別過于靈敏，前端告警語音的頻繁播放和移動終端的頻繁推送告警信息，又讓應用人員不堪其擾，由此推動了系統(tǒng)控制功能的開發(fā)與完善。截至本項目竣工驗收的11月25日，項目合同范圍內(nèi)所定制和延伸的預定功能全部實現(xiàn)，解決了管道安全保護不能主動預警的難題，提高了管道高后果區(qū)安全風險防范的可靠性。

3.3 項目管理經(jīng)驗與教訓

在兼顧新冠肺炎疫情防控不足8個月的時間內(nèi)，本項目按照設計和實施方案完成了管道高后果區(qū)60余處監(jiān)控設備的新建和改造，實現(xiàn)了該系統(tǒng)與數(shù)字化管道維護系統(tǒng)（DPMS）的對接。本項目實施過程中，進度安排科學合理、費用造價受控、安全及質量績效上乘、系統(tǒng)預定功能全面實現(xiàn)，前述成績的取得歸功于以下因素：（1）先前無線視頻監(jiān)控設備的應用實踐和經(jīng)驗總結，給系統(tǒng)智能升級的可行性研究提供了基礎數(shù)據(jù)、優(yōu)化需求和風險管控策略，項目管理策劃方向正確、項目范圍界定準確，避免了后續(xù)工程變更和承包商索賠。（2）項目組的職責明確、賦能合理、執(zhí)行有力，項目的實施得到了案例公司高管層的大力支持及相關部門的密切配合。（3）項目組能夠以施工進度為主線，圍繞項目目標，統(tǒng)籌兼顧技術與設計、質量、成本、安全、資源、信息、溝通以及風險管理，形成了團隊管理合力，保證了項目按計劃高效有序開展。

當然，本項目仍存在設計與技術管理有待深化、文件與檔案管理有待規(guī)范等問題，以期在后續(xù)同類項目中能引以為戒并得到切實改進。

4 無線智能視頻監(jiān)控項目的運行

4.1 項目資產(chǎn)管理和運行管理并重

散布在管道路由上的無線智能視頻監(jiān)控設備，因無物理周界等實體防護措施，其資產(chǎn)管理和運行管理很容易被忽視。為預防這一情形發(fā)生并加強資產(chǎn)管理，充分發(fā)揮項目預定功能，項目組在調(diào)試階段，便制定了“網(wǎng)格化”管理策略：（1）各區(qū)管線安保主管是項目資產(chǎn)管理和運行管理的第一責任人，統(tǒng)領所屬安保大隊部以中隊為單元，層層落實管理責任，實施精細化管理；（2）在項目整體驗收后，第一時間聯(lián)合財務控制部門進行了項目資產(chǎn)轉固，優(yōu)化資產(chǎn)管理系統(tǒng)中“存放地點”和“責任人”的設置，讓“驗收人”與“責任人”與其所屬區(qū)域一一對應，方便后續(xù)年度資產(chǎn)盤點工作。

4.2 建章立制，規(guī)范項目運行管理

為加強項目運行管理，促進技防與人防的深度融合，保證無線視頻監(jiān)控設備和系統(tǒng)的正常運行并發(fā)揮其應有功效，項目組編制了《無線視頻監(jiān)控平臺使用手冊》和《管道安防無線視頻監(jiān)控管理辦法》，前述制度程序：（1）明確了案例公司相關部門在無線視頻監(jiān)控管理中的工作職責，使得該系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)、案例公司外部管道同行及屬地政府管道保護主管部門相關系統(tǒng)的對接有了制度保障；（2）清晰了系統(tǒng)應用操作、功能設置、預警信息管理、設備維護維修和資產(chǎn)處置預評估等工作流程，項目運行管理更趨規(guī)范。

5 全局優(yōu)化下的項目實施效果

5.1 優(yōu)選了無線視頻監(jiān)控的關鍵智能計算技術，降低了工程項目建設成本

在大量文獻研究和市場產(chǎn)品調(diào)研的基礎上，選取了以邊緣計算技術為核心的視頻監(jiān)控設備來集成無線智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，邊緣計算技術所具有的低時延、高帶寬、高可靠、海量連接、異構匯聚和本地安全隱私保護等優(yōu)勢，為系統(tǒng)軟件開發(fā)、硬件設備選型和網(wǎng)絡平臺搭建提供了前瞻性思路，讓項目工作范圍和技術要求等招標文件的編制質量有了可靠保證[3]。

正是因為有了相對完善的招標文件和充分的現(xiàn)場踏勘與溝通，5家意向承包商中的2家在最后階段決定放棄競標機會，另外3家如期參與投標，而最終中標承包商的報價比其他兩家低出金額的比例超過25%。

5.2 創(chuàng)新了項目全局優(yōu)化的管理模式，實現(xiàn)了業(yè)主和承包方的雙贏

（1）項目設計的優(yōu)化，提高了工程建設質量。項目招標文件要求投標商應具備安防工程設計、施工和維護資質。然而，管道安防無線智能視頻監(jiān)控項目是一個新的領域，所以中標單位所提交的項目實施方案，在立桿基礎制作和設備防雷接地的標準上存在差異，也不足為怪。為此，項目組要求承包商在規(guī)定時間內(nèi)請專業(yè)設計院出具了墩基礎施工圖。后續(xù)在設計階段進行了兩次關于墩基礎規(guī)格和防雷接地的優(yōu)化，并在施工階段進行了一次有關墩基礎頂面標高的優(yōu)化，保證并提高了立桿墩基礎制作、防雷接地安裝和設備整體觀感質量，監(jiān)控設備與周邊環(huán)境的和諧性也大大增強。

（2）項目施工用地外協(xié)的優(yōu)化，節(jié)省了成本并保證了工期。擬建在人員密集型管道高后果區(qū)的40處視頻監(jiān)控，立桿基礎大多數(shù)落在市政道路旁或園林綠化帶內(nèi)，寸土寸金的廣東珠三角使得項目用地外協(xié)工作異常困難。因此，招標文件明確約定項目施工用地外部協(xié)調(diào)工作由業(yè)主負責。在項目實施過程中，業(yè)主項目組優(yōu)化了選址方案和外協(xié)策略，解決了項目施工用地的外協(xié)難題，本項目所產(chǎn)生的外協(xié)費用降本比例超過200%，受阻點的疏通過程并沒有影響施工進度安排。

（3）項目施工工序和工法的優(yōu)化，提高了施工工效。在項目管理過程關鍵節(jié)點的控制下，業(yè)主項目組嚴格審核承包商所提交的項目實施方案，優(yōu)化了以下工序及工法：a.將前端智能監(jiān)控設備采辦作為關鍵路徑，以其到貨日期為節(jié)點倒排40處立桿墩基礎制作、防雷接地安裝和其他設備的采辦工期；b.將先安裝立桿、后安裝設備元件的工序優(yōu)化為地面組裝須高處作業(yè)的設備元件再整體安裝的流程；c.在發(fā)現(xiàn)通過三角架吊裝立桿器來安裝設備的工效極低時，群策群力在網(wǎng)上尋找并租賃到一臺便攜式電動立桿器，將設備立桿安裝的工效提高了300%。

（4）項目運行管理方法的優(yōu)化，保護了項目資產(chǎn)并發(fā)揮了項目效能。a.讓應用人員參與項目的調(diào)試，及早熟悉系統(tǒng)功能的設置并為系統(tǒng)的完善提供合理化建議；b.網(wǎng)格化的項目資產(chǎn)和設備維護管理，延長了設備使用壽命并較好地保護了公司的資產(chǎn)；c.應用手冊和管理辦法的及時編制，規(guī)范了項目的運行管理，促進了項目預定功能的發(fā)揮。

6 結束語

無線智能視頻監(jiān)控項目在全局優(yōu)化思維下的實施和運行，為案例公司人員密集型管道高后果區(qū)管理提供了一套全新的智能解決方案，響應了管道保護法律法規(guī)和地方政府有關落實管道高后果區(qū)技防措施的要求，解決了管道安全保護不能主動預警的難題，提高了管道高后果區(qū)應急決策和響應能力。