基于人工智能的带压管线安全监测与分析

基于声浪的供水热力誉线安全监测与分祈01行业背景•

从类型看，供水、供暖管线泄漏事故数量占比最高，从事故原

因分析，

自身结构性隐患占比最高，达53.74%。•

管线泄漏一方面造成资源浪费和经济损失，同时大面积停暖停水对居民生活造成重大影响和舆情影响，另外泄漏造成地下空

洞引发坍塌灾害，某省市公共安全造成重大危害。

我国管线总长度逐年增长，管线老化严重

各类管线事故频发，管网漏损率与发达国家仍有

差距

直埋管网泄漏具有隐蔽性、突发性、定位难、

开挖成本高、次生灾害等，依赖人工耳听判定

为主，快速修复难。结构隐患为主管线自身结构隐患事故具有隐蔽性、突然性，造成较大的安全隐患和经济损失1、地下管线安全现状管线泄某省市安全造成的风险城市生命某省市安全的影响管线增长和管线老化的矛盾带压管线安全监测技术手段管线事故逐年增长，以外力破坏和自身隐患

2022年4月，安徽一面粉厂供暖管道系统发生断裂、2023年12月22某省市东城区协和医院附近热力管线泄漏，造成数千户停暖。

发现管道泄漏进行反溯定位时，

因管道埋于地下，反复施工查找漏点带来的现有监测手段时效性差。

采用压力变化、

补水监测等手段，不发现泄漏，不能及时预警补救，从微小渗漏发展为严重事故，某省市运行和居民安全，造成较大的经济损失。2019年1月26日，西安长安南路与雁展路交汇处DN2000爆管，泄漏出水量大，某省市政道路和小

区被淹、人员被困，地下车库严重积水。2、管线安全监测需求不仅是施工量的增加，加事故风险。更是延误了抢修时间，增2024年4月，北京大兴区社区网格员巡视发现供水无法精准的定位漏点，监测及时性主管道发生爆裂，导致全小区停水。断准确性爆炸，造成4人死亡。诊

热力站系统存在设备、

管线、

负荷匹配机制问题：

极端天气、

设施老旧、

热媒参数变化等影响，

运行偏离设计工况，

参数调节失效，

出现能源资源浪费、

供热服务质量差或用户侧满意度低等问题。电耗和供热能耗高供暖系统维修调节

供热质量差

用户满意度低3、管网系统服务优化与提升•党的二十大报告中指出，打造宜居、

韧性、

某省市。•2023年国务院安委办发某省市安全风险综合监测预警

平台建设指南（2023版）》，综合运用多种分析预警手

段，

做好联合监测、

信息共享、

预警协同等工作。•2023年住建部发布《住房城乡建设部关于某省市基础

设施生命线安全工程的指导意见》，提出促进现代信息技

某省市生命线工程深度融合，推动地下管网、

桥梁、

隧

道、

窨井等配套建设物联智能感知设备。•2024年3月5日第十四届全国人民代表大会第二次会议政

府工作报告提出：稳步某省市更新行动，加快完善地下

管网，

打造宜居、

智慧、

某省市。4、政策背景02•主要有水量失衡监测、

卫星探漏、

压力监测、

测、

声音监测等方法，相关监测工具也有独立计量区、

流量监测仪、

压力监测仪、

红外探测仪、

听漏仪、

智能监测球和管道机器人等多种技术手

段。在实际应用中，各种方法都有其各自的优势和劣势。1、行业技术路线分析利用专业人耳沿管线听漏，

经验性强，外部保信号弱、

听漏准确性低通过监测管道声波，

并定时上报监测

数据，

通过云台分析得到管道状态通过测量两端管道声波，

利用算法降

噪后，

计算得到泄漏位置2、声波技术路线自研产晶(在线监测)监测义漏义德国树威

（供水领域）德国赛巴

（供水领域）分布式手持式0302OPTION技术优势技术:

定位算法研发

硬件:

电路自主设计

平台:

监测和大数据

状态:

自主

实现实时监测03OPTION客户价值成本:

远低国际产品

功能:数据无线传输

兼容已有系统性能:

国际先进水平01OPTION产品定位预防:

安全监测

报警:

异常上报

诊断:泄漏定位

场景:储运配用1、管线安全监测与分析

数据监测：管线泄漏、

、

液位、

异常报警。

数据传输：4G/NB-IoT通信方案。

便携检测：使用灵活，快速部署、

远程上传。

监测范围：200

~300米。

位置上报：北斗/GPS上报位置。

适用管道：-20℃

~135℃。

使用寿命：电池供电，可支持2年。2、管线漏损在线监测

依托国产化硬件和低功耗嵌入式等部件及成套产品开发，实现

自主和国产替代，

同时自主研发可用于井盖地下的弱

信号卫星接收天线产品，实现分布式部署和云端远程监测。

设备组网后，采集区域数据能够快速定位管线事故位置，并能

支持环境、

地下水位以及井盖状态等监测模块的集成，为

管线提供多种监测手段支持，为管线安全提供多样化监测手段。3、管线区域安全监测一期·工程研发供热管线验证二期·示范工程4、分布式区域监测示范某省市热力集团应用案例核心技术是利用管道中泄漏声波信号，传递到管段两侧的声波特征，从频谱图中提取特征信号，开展相关性分析，

最终确定泄漏位置。

基于北斗卫星定位和精准授时，从泄漏点声波扩散到传感器的时差，结合管线分布图定位泄

漏点的准确位置，响应时间达到毫秒级，定位精度能够达到±1.5米。5、管线线性定位分析监测终端北斗授时供水、

热力管线泄漏点4G4G应用案例1应用案例2应用案例3从

20mm小型试验到

300mm以上管径的大型工程试验研究，针对碳钢、

不锈钢、

非金属等各类材质的

管道，地下直埋管线的弯头、

支管、

伸缩管以及阀门不同位置泄漏的声波特征分析，开发信号混叠特征提

取技术，以适应不同环境下不同管线的监测。结合供水、

热力等现场泄漏抢修场景实际验证，基于声波监测与诊断定位算法开发、

设备和系统研制，对

不同类型、

材质管线持续采集运行声波特征信号，结合不同环境下管线三通、

弯头等复杂结构的管道特征，

分析管线运行的变化，发现管线运行中的风险隐患。无线传输+定位利用专网上传数据和位置云平台利用云平台统一管理和在线监测

运维简单数智化大数据分析、深度学习，不断提升系

统柔性与分祈非破坏不破坏管道进行监测和

漏点定位低功耗边缘端产品6、声波信号数据特征采集与分析

0405

06010203快速及时发现隐患，及时报警可控结合管线运行指标、境等外部参数，

基于人工智能大数据，

研发既有站点设备运行参数

匹配优化，

通过不断迭代模型开发为系统运行提供调优方案。7、系统运行分析与调优节能•以数字孪生、

人工智能、

大数据处理、

增强现实、

物联网AIoT技术为基础，某省市生命线安全感知综合管理

平台，支持各类管线的运行监测、

风险预警、

能源运行、

智能分析。•平台包含管网运行监测预警系统、

管网运营管理系统、

检测与抢修某著名企业终端、

管线数据服务系统、

物联网数据

中心、

公众服务系统。8、管网安全监