城市管网监测系统简介

城市管网监测系统

背景概述

城市管网安全监测监控系统，是针对城市管网安全管理存在的问题开发研制的。城市管网安全以及污水管道沼气燃爆是威胁城市发展的重大问题，为此各地政府和运营企业投入了大量人力物力，加强管网安全管理。然而城市管网安全监控仍存在着诸多监控盲点和因技术原因无法监测的实际情况，城市的管理者们对城市安全管控无法做到心中有数。实际上城市安全管理应该对泄漏具备一分钟发现隐患并应急处理的能力，应该构建出一个覆盖全市的监控网络体系。

系统简介

城市管网监测系统采用了目前国际上最前沿的气体监测

技术---激光吸收光谱检测技术。该技术反应速度快、检测精度高、抗干扰性强、可远程无源监测，技术特征明显，保证了系统的技术先进性。

系统的主要结构特征是对城市数千公里的燃气管网采取了点巡结合的监测方式。对整个城市管网中场站、调压站、加气站、

管道井等重要的易泄漏危险节点实行24 小时激光远程在线监测；对数千公里的燃气管线采取巡检车快速检测的方式（可以做到每

周巡检一遍），这种抓住重点全面普查的点巡结合的检测方式实现了以很低的代价对整个燃气管网的全方位监测和控制，使系统具备了很强的实用性。

系统由管网节点在线监测子系统系统、管道巡检子系统、运输

车辆定位监测子系统和综合集成系统及监控平台组成。全系统通过光纤网络和无线网络连接组成一个覆盖全市的监测网，网络中心监控平台设在公司总部或是安监局调度指挥中心。可以对全市的安全状况一目了然。便于实时处理和处臵各种突发情况，确保城市管网运行安全，使整个使用、输送、存储各个环节上具备一分钟发现隐患和应急处理的能力。

系统结构示意图

管网节点在线监测子系统

该子系统主要是针对场站工作区、高中压调压站、调压柜；CNG 加气站及其储气罐；高层建筑管道井或天然气管道井、石油管道等无电、高湿的封闭场所等节点进行的24 小时远程在线监测。这些节点都是容易发生泄露，容易形成燃爆事故的重大隐患。

该子系统是一套无源在线监测系统，由中心监控平台、系统主机和无源光感终端组成，系统主机和光感终端之间通过光纤连接，光纤传输距离可以达到20KM，只需要在监测现场放臵无源光感终端，监测现场不需要任何电能就可实现24 小时在线监测。首先解决了目前很多重要安全节点和密闭空间因为无电而无法监控的问题，其次杜绝了传统监测设备自身带电而可能成为引起燃爆事故的诱因风险。除了监测作用系统还具备控制功能，发现泄漏后系统主机可自动控制电磁阀，切断泄漏现场的供气，防止泄漏进一步加剧。

该子系统检测灵敏度高，可以监测到微小的气体痕量泄漏，提早发现泄漏隐患，极早实施气体泄漏处臵；系统抗干扰能力强，不会受湿度、粉尘、温度干扰，可在高湿甚至有零星流水的环境下长期使用；光感终端安装简便，无需定期调校维护，使用寿命长达10

年以上，极大节省运行维护成本，拥有0~100%CH 4 量程不会出现高浓度冲击失效的问题；能做到发现泄漏后迅速应急处臵，立即就可切断管道上的电磁阀停止供气；

本系统可解决目前监测现场条件由于无电或高湿等情况，使传统监测仪器无法正常工作而导致的各类特一级重大隐患。

定扫描式激光遥测仪

对于像场站工作区、调压间；厨房、餐厅、室用气

或有燃气管道经过的封闭场所等需要监测环境复杂覆盖面积比较大的空间，可采用固定扫描式激光遥测仪。

通过类似雷达的旋转扫描，形成360°的全方位监测，扫描半径可达到150m。

该仪器监测情况以视频方式和数据方式显示，在视频监测画面中用中心标靶来显示当前扫描位臵，并显示当前扫描位臵上的浓度信息。可以准确定位到泄漏点，方便维修。

场站工作区监测示意图

管网节点在线监测子系统加配上固定扫式激光描遥测仪实现了管网输送、使用各个环节上的重要节点全天候全方位全覆盖

在线监测，解决了原有很多重大隐患无法监测的问题，为管

网泄漏的早期发现、提早处臵、排查隐患，防止事故提供真实可靠的安全保障。

管道巡检子系统

该子系统是由车载式巡检装臵和便携式激光甲烷遥测仪组成。主要是针对管道和高空立管等铺设、分布范围大的设施

进行快速巡检。

1 车载式巡检装臵

该装臵是把激光检测设备和北斗定位装臵装载在巡检车上，巡检车以50KM/H 巡航速度沿管线道路进行巡检，一旦管道发生泄漏，可通过瞬间检测到微小泄漏（灵敏度达到

0.01ppm）来确定泄漏情况，并通过北斗系统精确定位，实时或定时把巡检数据（有否泄漏、泄漏浓度、泄漏地点）通过无线网络传送回监测中心。可实现每周一次对全市管网的高效化、常态化的定期体检。

2 便携式激光甲烷遥测仪

每台巡检车配臵一只遥测仪，遥测仪可实现远距离气体遥测，

检测仪器可远离被监测气体区域（最远距离可达50 米），实现对人员无法到达的区域（管线、高空管道、楼顶设备、深井）进行

检测，可进行入户燃气泄漏检测，还可以避免监测人员进入气体泄露区域受到伤害。

该仪器可用于快速定位泄漏点，通过快速扫描泄漏气团，通过仪器提供的扫描波形图查找到整个区域的浓度峰值，可快速找出具体泄漏点。

运输车辆定位监测子系统

按国家要求每辆危险气体运输车辆都必须安装北斗定位装臵。我们把激光甲烷检测装臵与北斗定位装臵融合成一套系统安装在燃气运输车辆上，可对在城市中运行的运输车辆进行时实监测，

并把监测信息通过无线网络实时传送到监控中心以及交管、消防部门。同时也向驾驶员显示安全状况和自动报警。

燃气运输车辆运行监测系统显示示意图

重大意义

本系统是国家自然科学基金的重大科研项目，科研成果在安全生产领域取得了重大突破，并获得国家安监总局的评审验收，已纳入国家安全生产十二五规划应用推广计划。系统的立项、完成、验收、推广是国家安全生产领域有步骤的科技兴安举措。系统的研制成功解决了困扰城市安全发展的难题，为整个城市的燃气管网以及污