基于NB-IoT技術(shù)的天然氣管道安全監(jiān)控系統(tǒng)

左 磊，王 震，鄭顯豐，左玉婧，龔小飛，謝坤孝

(重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司，重慶 600917)

1 概述

天然氣管道作為社會發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)的生命線，其安全、高效、環(huán)保的特點(diǎn)是其他運(yùn)輸方式不可替代的。隨著“十四五”的到來，國家將進(jìn)一步推動打造全國“一張網(wǎng)”，天然氣管道敷設(shè)進(jìn)程將進(jìn)一步加快。根據(jù)住建部《2020城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，截至2020年，我國城市天然氣管道長度達(dá)到85.055×104km。天然氣管道敷設(shè)區(qū)域大多地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多樣，經(jīng)常存在地質(zhì)滑坡的風(fēng)險(xiǎn)。天然氣管道的運(yùn)營安全備受關(guān)注。

國內(nèi)外天然氣管道運(yùn)營公司高度重視滑坡地質(zhì)災(zāi)害對管道的影響。如美國、英國、加拿大等歐美發(fā)達(dá)國家利用多種技術(shù)對管道滑坡災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測，主要監(jiān)測技術(shù)有GPS法、自動測縫法、光纖光柵位移測量法、TDR監(jiān)測法以及管道應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測法等[1]。國內(nèi)近年來也在逐步開展管道滑坡災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的研究和應(yīng)用。

常規(guī)監(jiān)測裝置安裝周期長、安裝過程復(fù)雜，適用于短期內(nèi)不會發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的巖土體。對于已發(fā)生變形或者破壞的巖土體，常規(guī)監(jiān)測裝置難以在短時(shí)間內(nèi)快速安裝及實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，因此研發(fā)一套易安裝、低功耗、運(yùn)行穩(wěn)定的一體化傳感設(shè)備及監(jiān)控系統(tǒng)十分必要。基于NB-IoT通信模塊的傳感設(shè)備成本低、易于安裝、工作穩(wěn)定且壽命長。NB-IoT網(wǎng)絡(luò)采用較低頻段通信，具有覆蓋范圍廣、通信距離遠(yuǎn)、功耗低的特點(diǎn)，能夠滿足密集布設(shè)傳感設(shè)備的要求。依托通信運(yùn)營商的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，運(yùn)營成本低[2]。……