贾立东

本文由国家管网集团北方管道公司技术支持中心主任贾立东投递并参与由数智猿×数据猿×上海大数据联盟共同推出的《2025中国数智化转型升级优秀CIO》榜单/奖项评选。

随着全球能源结构转型与“双碳”目标的推进，油气管道作为能源输送的“大动脉”，其智能化升级已成为行业发展的必然趋势。近年来，以数字孪生、人工智能（AI）、物联网（IoT）、大数据分析等为核心的数智技术，正在重塑油气管道的设计、建设、运营与维护模式。这些技术不仅显著提升了生产效率和安全管理水平，还为应对复杂地质环境、多介质输送等挑战提供了创新解决方案。本文从技术应用现状、成效分析及未来展望三方面展开综述，系统梳理数智技术在油气管道领域的实践进展。

数智技术驱动生产效率提升

1. 全生命周期数字化设计

通过三维仿真模拟（如BIM、GIS）与数字化协同设计平台，油气管道设计实现了从经验驱动到数据驱动的跨越。例如，国家管网集团开发的Wispipeline载体平台，结合点云数据与GIS技术，构建了高精度虚拟管道模型，支持多专业协同设计与实时优化，设计效率提升40%以上。此外，海洋管道数字化设计平台的应用，使复杂海域的路由规划周期缩短30%，并嵌入高后果区识别功能，降低了环境风险。

2. 智能化施工与供应链管理

自动化施工装备：全自动智能焊接机器人设备实现了施工过程的精准控制。例如，全自动焊接机器人将管道焊接效率提升50%，同时将焊缝缺陷率降低至0.1%以下。

智能工地系统：集成了北斗定位、无人机巡检与视频监控，实时监测施工参数与环境合规性。可实现施工全程无盲区覆盖，违规操作自动报警响应时间缩短至5秒内。

供应链优化：基于工业互联网标识解析体系，实现物资“一物一码”全流程追溯。国家管网集团的供应链管理系统通过AI预测需求，库存周转率提升25%，物流成本降低18%。

3. 数据驱动的运营优化

SCADA（数据采集与监控系统）与数字孪生技术的结合，使管道运行状态实时可视化。例如，某管道公司通过智能调运模块实现6372个监测点的秒级数据采集，调度效率提升360倍。中俄东线天然气管道依托全数字化移交技术，将管道运行能耗降低12%，输送效率提升15%。

安全防控水平的革命性突破

1. 实时风险预警与泄漏防控

全方位智能感知网络：光纤传感、无人机巡检与声波检测技术构建了“空天地一体化”监测体系。国家管网集团的多功能智能阴保桩系统，可自动采集阴极保护点位，监测腐蚀情况。地灾监测系统，可提前72小时预测地质灾害风险，泄漏定位精度达米级。

AI驱动的应急响应：大模型技术（如“管网大模型”）通过多模态数据分析，实现泄漏场景的秒级识别与处置方案生成，提升应急响应速度30%以上。

2. 设备健康管理

预测性维护：基于振动频谱分析与深度学习算法，压缩机、泵机等关键设备的故障预警准确率达92%，维修成本降低35%。

数字孪生体：通过构建压缩机、阀门等部件的虚拟模型，模拟极端工况下的性能退化，延长设备寿命20%以上。

3. 网络安全防护

针对管道数据的高敏感性，国产化加密技术与区块链存证系统得到应用。采用量子密钥分发技术，能够确保运营数据在传输与存储中的安全性。

未来数智化技术应用展望

1. 技术融合：从单点突破到系统集成

多模态智能体协同：通过融合气象模型、地质力学模型与市场供需模型，构建“管道专业大模型”，实现输送路径动态优化与多介质灵活调配。

自主决策系统：基于强化学习的智能调度系统将替代人工决策，例如在极端天气下自动切换输送路径，保障供气稳定性。

2. 新型技术突破方向

量子计算与边缘AI：量子算法可加速复杂管网仿真计算，而边缘计算设备将实现偏远地区管道的本地化智能处理。

机器人应用：四足机器人、微型爬壁机器人将常态化用于高危区域巡检与抢修，替代60%以上人工高危作业。

数智化技术的深度应用已使油气管道行业从“经验驱动”迈向“数据驱动”，未来，将使生产效率提升30%-50%，安全事故率下降60%以上。随着大模型、量子计算等技术的突破，油气管道将向“自感知、自决策、自适应”的智慧脉络演进。然而，技术标准化、网络安全与人才培养仍是关键挑战。唯有通过跨领域协同创新，方能释放数智化潜能，支撑全球能源转型与碳中和目标的实现。

·申报人“贾立东”简介：

贾立东，男，1982年生人，中国石油大学（北京）硕士研究生毕业，高级工程师，现任国家管网集团北方管道公司技术支持中心主任，多年来从事油气管道投产运营生产业务的管理，智能化、自动化方面的研究工作。负责或参与多项国家级、集团公司级、企业级科研课题，在油气管道智能化生产运维方面具有二十多年经验。

来源：数据猿