燃气管线相邻地下空间安全监测方法及其应用研究

燃气管线相邻地下空间安全监测方法及其应用研究
摘要：城市基础设施建设内容众多，燃气管线作为地下管线中常见一类，是人
们日常生产生活中不可或缺的一部分。

城市地下的燃气管线由于自身特性，如果
发生泄漏会诱发火灾爆炸安全事故，造成不可估量损失，为城市安全带来不良影响。

选用合理的监测预警技术，及时发现泄漏位置，阻碍气体大体量凝聚，对于
燃气管线安全稳定运行具有重要作用。

文章重点探究燃气管线相邻地下空间安全
监测方法，把握监测方法特性灵活运用到实处，为城市安全提供保障。

关键词：安全监测；地下空间；燃气管线；城市安全
城市化进程逐步加快，对于燃气需求度大幅度升高，除了满足人们日常做饭需要，也成
为了加热主要资源。

燃气管线由于自身特性，铺设在地下环境，覆盖范围广，如果泄露出现
严重安全事故，将严重威胁到城市安全运行。

而燃气管线的检查难度较大，铺设范围较广，
无法做到实时覆盖，加之人员业务素养要求较高，所以无法及时发现燃气泄露，带来十分严
重的泄露风险。

1 燃气管线相邻地下空间的安全隐患
燃气管线相邻地下空间较为复杂，覆盖范围广，无论是人防工程、雨污水管线还是地铁、电缆沟，都是城市地下空间主要内容，同燃气管线交叉或并行敷设，属于相邻容易泄露的地
下空间，同时也是火灾爆炸事故高发区域。

结合燃气管线泄露检测技术要求，更多的是检查
燃气管线油污泄漏，却很少将燃气管线相邻地下空间作为安全监测对象，存在很大的燃气泄
露隐患，稍有不慎将带来严重事故。

现有的燃气管线检测手段单一、滞后，技术水平不高，难以更好满足安全检查需要[1]。

人工检查时效性较差，无法实时覆盖，效率偏低，即便有隐患也无法及时有效的检测出来。

尤其是检查范围广，工作量大，如果对城市道路下的燃气管线检测，可能由于巡检车体积过
大存在检测死角，导致检测不全面的问题出现。

以往的燃气安全管理中，安全防范机制内容不全面，很少从城市整体角度去统筹规划，
燃气泄露直接进入到污水管道、雨水管道和地下停车场等地下空间，由于缺少专人监管和负责，即便发现泄露也存在抢修不及时的问题，威胁到城市安全。

如，2017年松原市发生的城
市燃气管道泄露爆炸事件，结合调查报告给出的结果，相关责任企业和部门缺少城市公共安
全管理机制，安全管理度不足，未能定期检修燃气管道，成为燃气管道泄露爆炸事故发生的
主要因素。

2 燃气管线相邻地下空间安全检测系统
燃气管线相邻地下空间的安全监测，其中涉及到众多内容，包括风险识别、安全监测预警、预测分析和决策部署等多环节。

通过安全监测，全方位的识别和评估燃气管线相邻地下
空间泄露风险，风险较高区域重点监察，选择多个地点安装传感器，基于物联网来实时监测
燃气管线相邻地下空间可燃气体浓度，超出预警值及时上报和解决，辅助决策部署[2]。

建立燃气管线相邻地下空间安全监测系统，技术架构包括四点
（1）前端感知系统。

是系统对燃气管线相邻地下空间的实时感知和监测，通过诸多传
感器的合理部署来收集燃气管线相邻地下空间相关信息，进行风险识别和评估。

在此基础上，分析燃气管线相邻地下空间出现火灾事故的可能性，将风险细化，识别容易出现泄漏的燃气
管线以及火灾爆炸的空间，实时监测可燃气体空间浓度，为后续决策部署提供支持。

（2）网络通信系统。

主要是将传感器收集的数据汇总、传输和利用，将前端传感器与
后端监测中心连接在一起。

前端传感器所采集到的信号数据，借助CAN总线协议通过网关模块，将信号A/D转换、编码，3G或4G模块将转换后的数据通过移动互联网传输到监测中心，最终经由以太网路由器、交换机等设备将信息录入到监控中心数据库[3]。

（3）数据库系统。

数据库系统是用于燃气安全监测相关信息，包括基础信息、事件信息、监测信息和地理信息等，同时还有预案库、模型库、知识库和文档库等信息，基于地理
信息系统与BIM三维模型，可以实现燃气管线附近1km管线和相邻地下空间在线监测，空间结构精简化，与墨香关联进行仿真分析，为后续的预测和决策提供数据支持[4]。

（4）后端分析和展示系统。

确定可燃气体浓度警戒线，实时分析气体浓度变化规律，
智能分析和诊断，检查管道泄露的风险隐患，可以大大改善传统检测手段的不合理之处。

依
托于泄露溯源模型和扩散模型，可以分析泄漏点和影响范围，针对风险制定合理的决策。

燃气管线相邻地下空间安全监测系统在实际应用，需要对管线敷设区域进行充分勘察和
了解，设置诸多监测点，安装传感器来获取燃气管线相邻地下空间的可燃气体浓度，上传到
数据监测中心[5]。

由于燃气管线长期使用，失效几率较高，尤其是沿线很多居民区，如果爆
炸所带来的危害十分严峻，需要对居民区沿线附近重点管理和养护。

针对燃气管网的服务对象、功能和周围环境设立三维空间模型，结合相关参数模拟计算，通过燃气管线相邻地下空
间安全监测系统的应用，可以及时预测和发现燃气泄露事件，制定合理措施及时遏制，可以
切实保障城市安全运行。

结论：
综上所述，燃气管线相邻地下空间安全监测关乎社会民生，是一项重要工作，应借助现
代化技术和装备设立燃气管线相邻地下空间安全监测系统，实时监测获取数据，并通过系统
分析来发现泄露风险隐患，及时遏制，维护城市运行安全。

参考文献：
[1]谭琼，冯国梁，袁宏永，苏国锋，付明，朱友平.燃气管线相邻地下空间安全监测方法及其应用研究[J].安全与环境学报，2019，19（03）：902-908.
[2]黄平，吴子谦，袁梦琦，钱新明，张琦.基于实时监测数据的城镇窨井可燃气体泄漏特性分析[J].安全与环境学报，2019，19（02）：569-575.
[3]吴景莲，李占涛，邬武君，周晓峰.考虑人车安全的地表与管线沉降监测方法改进研究[J].宁波工程学院学报，2018，30（03）：1-6.
[4]黄培.基于ZigBee和GPRS的地下管线监测系统研究[J].办公自动化，2018，23（01）：24-26.
[5]程新根，马朝华.基于WSN的天然气管道运行状态安全监测系统设计[J].物联网技术，2015，5（10）：23-25.。