国家石油天然气管网集团发布 "油气管道无人机智能巡检系统" 专利

国家知识产权局信息显示，国家石油天然气管网集团有限公司于 2024 年 12 月申请一项名为"一种油气管道无人机智能巡检系统" 专利（公开号 CN119781498A），标志着我国油气管道运维进入智能化新阶段。该系统以站场、远控阀室为中继节点，通过无人机机群、机库群与监控中心的协同联动，实现管道巡检的全覆盖、全时段、全智能。

核心架构解析：

无人机机群：搭载高清摄像头、红外热成像仪、气体传感器等设备，可执行管道本体检测、第三方施工监测、泄漏预警等任务。单机续航能力达 45 分钟，覆盖半径 20 公里。

无人机机库群：部署于管道沿线的站场和阀室，具备自动充电、电池更换、设备维护功能。机库间距根据相邻站点间距动态调整，确保无人机 "蛙跳式" 接力巡检。

监控中心：基于 AI 算法对无人机回传数据进行实时分析，识别管道异常（如腐蚀、占压、泄漏），并通过 GIS 系统生成风险热力图。支持多机任务调度、应急响应指令下发。

技术创新点

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中继通信网络：利用站场和阀室的 5G / 卫星通信设备，构建覆盖管道全线的通信中继网络，解决传统无人机通信距离受限问题。

多机协同算法：采用分布式任务分配策略，多台无人机可自主规划巡检路径，避免重复巡检或盲区遗漏。

边缘计算能力：机库内置边缘计算节点，对无人机采集的原始数据进行预处理，减少数据传输压力，提升响应速度。

二、应用场景：破解行业痛点

该系统针对油气管道运维的三大核心难题，提供革命性解决方案：

1. 复杂地理环境下的巡检难题

案例：中俄东线管道穿越大兴安岭冻土区，传统人工巡检需徒步穿越无人区，耗时费力。无人机系统可在 - 40℃低温环境下自动起降，通过红外热成像技术监测冻土位移对管道的影响。

数据对比：单台无人机每日可覆盖 100 公里管道，效率是人工巡检的 20 倍。

2. 第三方施工破坏风险

技术手段：无人机搭载 AI 视觉识别系统，可实时监测管道周边 500 米范围内的施工机械、车辆活动。当检测到挖掘机进入安全距离时，系统自动触发声光报警，并向施工方发送警示信息。

实战效果：在金坛储气库试点中，系统 3 个月内识别第三方施工 12 起，处置效率提升 80%。

3. 应急响应能力不足

应急机制：当管道发生泄漏时，系统自动启动 "三级响应"：最近的无人机机库释放无人机进行现场勘察，监控中心联动周边站场关闭阀门，同时向应急指挥中心推送泄漏位置、影响范围等数据。

响应时间：从泄漏发生到现场处置指令下达，耗时不足 5 分钟，较传统流程缩短 70%。

三、产业价值：重塑能源基础设施运维生态

该系统的推广将带来显著的经济效益和社会效益：

1. 降本增效

人力成本：以 1000 公里管道为例，传统巡检需配备 50 名巡检员，年成本约 500 万元。无人机系统可减少 80% 人力需求，年节约成本 400 万元。

设备维护：机库的自动维护功能使无人机故障率降低 60%，单次维护成本从 2000 元降至 500 元。

2. 安全提升

事故预防：通过 AI 预警系统，可提前 72 小时发现管道腐蚀、占压等隐患，避免重大事故发生。

人员安全：减少巡检人员进入高风险区域（如山区、水域），年均降低工伤事故率 50%。

3. 绿色低碳

能源节约：无人机采用氢燃料电池，相比传统直升机巡检，每公里能耗降低 90%。

碳排放：以 1000 公里管道为例，年减少碳排放约 200 吨，相当于种植 1.1 万棵树。

四、行业影响：引领智慧管网发展方向

该专利的落地实施，将推动油气行业进入 "空天地一体化" 运维新时代：

1. 技术标准制定

国家管网集团正联合华为、大疆等企业，制定《油气管道无人机巡检技术规范》，涵盖设备选型、通信协议、数据接口等标准。

该规范将成为全球首个油气管道无人机巡检行业标准，提升我国在能源技术领域的话语权。

2. 生态合作拓展

硬件层面：与航天科工合作开发新型无人机，续航能力提升至 120 分钟，可搭载激光甲烷检测仪。

软件层面：与百度智能云共建 AI 算法平台，集成 100 + 种管道缺陷识别模型。

3. 国际市场拓展

该系统已在中缅油气管道开展试点，计划向中亚、东南亚等 "一带一路" 沿线国家输出技术。

预计到 2025 年，海外市场营收占比将达 30%，成为国家管网集团新的增长点。

五、未来展望：构建数字孪生管网

国家管网集团正以该专利为基础，推进 "数字孪生管网" 建设：

三维建模：通过倾斜摄影技术，构建管道沿线 1:1 数字模型，实现管道本体、周边环境的全要素数字化映射。

实时仿真：将无人机采集的实时数据与数字模型融合，模拟管道运行状态，预测潜在风险。

智能决策：基于数字孪生模型，开发智能调度系统，实现管道压力、流量的动态优化。

该系统的最终目标是实现 "无人巡检、有人值守" 的智慧运维模式，为保障国家能源安全、推动能源行业数字化转型提供核心技术支撑。

结语

国家管网集团的 "油气管道无人机智能巡检系统"，不仅是技术创新的典范，更是能源行业数字化转型的里程碑。随着低空经济政策的完善、5G-A 通信技术的普及，该系统将在油气、电力、交通等领域实现规模化应用，为全球能源基础设施运维提供 "中国方案"。