“当机器开始思考,人类如何与之相处?当算法参与决策,安全如何保障?”2026年7月17日,上海黄浦江畔,世界人工智能大会开幕式上发出的时代之问,穿透会场,激荡人心。而在几千里之外的内蒙古大草原上,国家管网集团北京管道公司陕京四线的30座阀室,一场关于“机器感知”辅助“安全生产”的创新实践,正在用行动交出一份答卷。——题记

7月20日,为期四天的2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议在上海圆满闭幕。作为全球人工智能领域规格顶尖、规模盛大的国际盛会,本次大会集中展现了人工智能赋能各行各业的广阔前景。

盛会落幕,前沿理念与技术方案从黄浦江畔传遍全国产业一线。乘此东风,8月5日,北京管道公司“2026年智慧作业区建设现场推进暨生产运维重点工作推进会”在内蒙古输油气分公司托克托作业区23号阀室举行,这标志着在内蒙古草原上的陕京四线天然气管道沿线,一套以现有SCADA系统(数据采集与监视控制系统)为核心、AI技术为辅助的安全防护体系已经正式落地见效。这不仅是落实大会精神的实践,更是将AI技术扎根于保障国家能源安全场景,补齐油气长输管道生产运行中安全短板的具体行动。

八月的内蒙古草原昼夜温差较大。托克托作业区监控大屏上,SCADA系统各项参数平稳运行,此时,AI辅助系统突然弹出23号阀室红色预警,前后间隔不足8秒。值班人员立即查看SCADA确认逻辑控制状态,并同步调取AI推送的GOV阀(气液联动紧急截断阀)辅助监测画面。

值班人员指着屏幕上的压力趋势分析道:“SCADA系统精准控制着管网安全平衡运行,而这套AI辅助系统帮助我们‘看’到了SCADA数据之外,现场设备渐进式难以察觉的微小变化。比如储罐压力缓慢下降的隐患,以前依赖人工巡检很难及时发现,如今AI辅助全天候24小时不间断监测,一有异常情况即刻推送,为日常运维提供了有力支撑。”

这一幕幕智能辅助预警日常,是北京管道内蒙古分公司深耕保障能源安全、推进“科技兴安”的一个缩影。该分公司管护陕京四线内蒙古段709.11公里主干管线、3座压气站、30座天然气阀室,在SCADA系统的基础上,引入机器视觉、电子巡检、激光泄漏检测等技术作为辅助感知手段,以科技创新推进管理革新,辖区内阀室实现从“基础无人值守”向“智能辅助看护”的跨越,构建了“逻辑控制可靠、状态感知全面”的安全防护新格局,为我国油气管网数字化转型提供了可复制、可落地的“管网新路径”。

运维难点凸显:偏远阀室现场安全管控出现盲区

作为保障国家能源安全的重要组成部分,陕京四线管道全长1098.6公里,是我国首条从管材到大功率压缩机组等设备全国产化工业应用的天然气管道,对保障首都能源安全意义重大。如何确保管道始终保持安全、平稳、高效运行,是北京管道公司的“天字一号工程”。

局外人有所不知,油气长输管道阀室是保障能源动脉平稳运行的“安全阀门”,肩负着快速切断气流、隔离事故管段及分输预留等核心功能。长期以来,SCADA系统已全面赋能阀室生产运行:在远程管控上,该系统实现关键数据实时回传与异常工况秒级响应,确保突发状况下精准切断、高效隔离;在现场维护上,依托智能监测与数据分析,推动设备管理向预防性维护转型。SCADA系统通过“远程智控+现场精维”的双重保障,有效筑牢了油气管道安全生产中枢神经的坚实防线。

但传统管道阀室多依赖人工定期巡检,存在监测时空盲区、隐患发现慢、恶劣天气响应难等痛点,由此引发的安全事故在国内外并不鲜见。陕京四线30座天然气阀室分布在大漠、戈壁和草原,自然环境恶劣,偏远阀室的管护难题,恰恰卡在“安全风险管控”的盲区上,给生产安全带来了严峻挑战。

这是由于传统人工运维模式在保障本质安全方面存在“感知滞后、监控缺位、响应被动”三大痛点,每一项都可能成为威胁能源安全的隐患。

首先是“感知滞后”。阀室作为油气管道上重要的能量隔离单元,其安全性至关重要。阀室设备的状态是一个逐渐变化的过程,人工巡检只能实现瞬时、间断式的查看,无法及时捕捉设备缓慢劣化的趋势。例如GOV阀(关键截断阀)执行机构外漏,压力缓慢下降可能持续数周时间,等到人工巡检发现或SCADA触发报警时,往往已错失最佳介入时机,安全风险敞口期长,容易从安全事件引发并造成安全故事。

其次是“监控缺位”。现有SCADA系统对工艺参数、阀门逻辑控制非常精准可靠,但对于现场物理环境(如无远传功能的手阀状态、就地压力表、人员入侵)缺乏直观感知手段。一旦发生环境风险或第三方破坏,信息获取往往不及时,进而容易导致生产安全事故的发生。

最后是“响应被动”。受限于人员紧张等原因,人工巡检频次有限。单纯依靠增加人手去提升巡检密度,不仅受制于恶劣天气和地理环境,而且边际安全效益递减。在保障首都能源供应的重任下,如何消除偏远阀室的“看不见、管不到”的安全盲区,成为亟待解决的生产难题。

转变从国家管网集团成立这一天开始悄然发生。在2021年世界人工智能大会上,国家管网集团董事长、党组书记张伟在发言中强调:“我们要用数字技术为传统油气管道赋能,打造智慧管网,提高能源资源配置效率。”在张伟的推动下,国家管网集团加快了数字化转型升级,提出“打造智慧互联大管网,构建公平开放大平台,培育创新成长新生态”的“两大一新”战略目标。

2025年6月,结合国内外管道阀室出现的事故教训,按照北京管道公司党委安排,内蒙古分公司率全国之先开启了这场从“基础无人值守”向“智能辅助看护”先导试验。

在项目推进中,北京管道公司副总经理郭存杰一针见血地指出:“通过技术手段消除盲区,管道的全生命周期本质安全水平才能上台阶。对此,我们要坚持‘两条腿走路’:一方面要依靠成熟的SCADA系统牢牢守住逻辑控制和安全联锁的底线,另一方面要通过应用数智技术补齐现场感知的短板。”

北京管道人非常清楚地看到:唯有打破陈规,以科技为刃,方能走一条进一步夯实守护能源动脉安全的新路径。

聚力攻坚:构建“SCADA主导+AI辅助”防护体系

面对新挑战和新任务,公司生产部、生产监视与应急指挥中心迅速行动起来,组织率领内蒙古分公司迅速组建跨作业区攻关专班,明确了“以SCADA系统为核心,AI技术做补充,不替代原有控制逻辑,只强化现场感知能力”的建设总原则。

公司领导在技术方案审核时反复强调:“发展人工智能辅助系统,必须敬畏工业生产的安全规律。我们的核心原则是:SCADA系统负责‘控’,AI系统负责‘看’和‘预警’。设备控制、保护逻辑、联锁动作全部沿用成熟的SCADA系统,AI只提供辅助信息供人工决策参考,绝不能越界。”

项目专班按照生产运行要求,分工协作。公司生产部负责顶层设计与合规性审查,派专工霍威宇现场统筹协调;托克托作业区主任张文茂组织22号、23号阀室硬件安装及功能测试;乌兰察布作业区一级工程师王志勇扛起算法训练、场景适配核心技术攻关任务。

为了让AI摄像头适应草原强光、风沙、雨雪等复杂工况,王志勇带领团队跑遍30座阀室,采集了涵盖四季、全天候的实景图像,重点标注阀门微动、压力表读数、设备异常状态等关键生产要素。

“通用AI模型看不懂工业现场的‘门道’。”王志勇介绍道,“我们全面结合生产实际,训练专属模型,让它通过学习能够及时识别出储罐压力微泄漏、机柜设备指示灯等可能掩盖的设备隐患,确保预警信息准确、可用,不增加一线人员的误报负担。”针对现场盲区,项目团队引入激光泄漏检测技术,替代传统人工检漏,对阀室进行微量气体检测;同时,对没有远传功能的手动阀门加装低成本的机械式可视化改造,不动火、不改流程,即可实现阀位状态的辅助可视化,以最小投入解决了现场状态无法实时确认的难题。

从蓝图到现实,技术攻坚始终围绕“解决安全生产问题”这一核心展开,在原有坚实可靠系统的基础上,应用新技术再织密一层安全防护网,以确保万无一失。

全场景智能覆盖:辅助生产实现全天候风险预警

工欲善其事,必先利其器。在硬件改造与算法优化完成后,项目攻坚团队紧扣阀室安全生产的关键环节,搭建了“6+2”全场景智能辅助监测体系。这套体系并非简单的视频监控,而是针对生产作业中难以通过SCADA数据直接发现的风险点,提供的“AI辅助哨兵”。

其中,“6+2”中的“六大智能巡检场景”作为SCADA系统的补充,重点解决现场物理状态确认难的问题:

第一,GOV阀状态辅助监测。基于机器视觉技术,系统对GOV阀的关键组件进行定时巡检,涵盖储气罐压力表、阀位指示器、控制模式旋钮。针对压力表,系统不仅能自动读取指针位置并转化为精准数值,还能通过识别表盘的红绿区域判别状态是否正常。该功能的核心价值在于压力趋势分析:系统自动记录并对比每日同一时刻的压力数据,一旦检测到压力存在持续衰减趋势,将在阀门失效前提前预警,赋能运维人员及时介入处理,实现预防性维护。

第二,手动阀门状态合规性辅助识别。针对常开/常闭手阀,可以通过识别阀杆位置和指示器颜色,辅助判断阀门是否处于误操作或非正常变动状态,从而防止人为误触导致工艺流程波动。

第三,设备前后压差异常辅助研判。视觉读取现场压力表并比对,辅助发现因引压管堵塞、仪表冻堵造成的SCADA数据假象,确保工艺数据真实反映管道运行状态。

第四、第五,通信与控制机柜环境辅助监视。盯紧光端机、RTU(远程终端装置)等关键设备的状态指示灯及电压示值,辅助发现设备离线、电压异常等可能影响SCADA通信和控制的外部风险。

第六,配电系统热风险辅助监测。通过红外热成像辅助监测配电柜温度、指示灯状态,提前发现电气接点过热、元器件老化等火灾隐患,保障供电系统为SCADA及现场设备提供稳定电源。

“6+2”中“2”即两项全天候重点监测功能:

全天候激光泄漏监测。利用激光光谱技术,对阀室进行ppm级天然气泄漏扫描。相比人工巡检的间断性和滞后性,该技术能第一时间捕捉到密封点的微量泄漏,将事故消灭在萌芽状态,彻底杜绝持续性泄漏带来的燃爆风险。

实现全天候安防和防汛辅助监测。区分作业人员与非法闯入者,重点防范第三方破坏;在汛期,通过识别地面积水,辅助发现环境风险,防止因水淹导致设备停机、数据中断,保障SCADA系统的物理运行环境安全。

从此次推进会现场技术交流的成果表明:整套辅助监测系统独立运行,其预警信息仅作为人工巡检和应急处置的参考,不直接介入设备控制。这种“AI辅助、人机协同、SCADA主控”的模式,既强化了风险感知,又牢牢守住了安全底线,让一线生产人员心里更有底。

从“人防”到“智防”,汇同SCADA,AI的慧眼让每一处细微风险都无处遁形,守护着能源动脉的平稳搏动。

流程闭环升级:从“事后抢修”转向“事前预防”

技术设备只有融入生产业务流程,才能转化为安全保障能力。依托WeAct平台(国家管网集团数字化企业办公平台)和IMS资产完整性系统,分公司打通了辅助监测数据与生产调度流程的闭环,构建“智能辅助发现—人工研判—SCADA确认—处置反馈”的风险管控机制。

值班人员在确认SCADA数据无误后,可以下发辅助巡检指令。AI设备采集现场图像,推理识别异常,并融合激光泄漏检测、红外测温等数据,生成辅助巡检报告。

系统将报告推送给值班人员,一旦发现压力微漏、设备异常、非法入侵等隐患,同步将告警信息推送给作业区负责人。工作人员结合SCADA数据进行综合研判,确认无误后前往现场处置,并上传闭环记录。

在推进会现场,内蒙古分公司经理马秀云表示:“我们引入AI辅助,目的就是让员工从低效、盲目的跑腿中解脱出来,把更多精力集中到数据分析、风险研判和管道沿线的预防性维护这些更有价值的安全工作上来。”

过去,隐患发现往往滞后,甚至是在事故发生后才能追溯的“马后炮”。如今,AI辅助监测实现了风险的秒级预警。在应对储罐压力内外漏等渐进式隐患时,系统能够提前发现压力异常波动,为值班人员调整工艺参数、安排抢修争取了宝贵时间,真正实现了从“事后抢修”向“事前预防”的转变。

“过去一人跑断腿,大家干着急;现在没人在现场,结果马上看。不管你在哪,只要打开手机,阀室的最新状态所有人都能实时看到。”用王志勇的话来说,传统模式下,阀室状态依赖SCADA与人工巡检,存在信息滞后和单人独享的局限。如今,通过智能手机和移动终端实现了现场情况的及时发现、巡检任务的实时下发与闭环管理,彻底打破了信息孤岛。阀室状态由过去的“现场一人独享”转变为“多人跨空间实时共享”,大幅提升了运维效率与协同能力。

作为与陕京四线管道建设与投产运行以来的管道工程师,托克托作业区苏恒对此深有体会。他说:“作为段长,阀室智能巡检体系投用后,我最直观的感受就是‘减负增效’。它实实在在地减轻了基层员工的巡检劳动强度,对泄漏及设备异常状态的识别效率显著提升,大幅缩短了应急响应时间。特别是移动端应用,实现了任务即时下发和巡检记录的可追溯,让管理流程更加规范便捷。这套体系真正实现了从‘人防’向‘技防’的跨越,为安全生产提供了强有力的科技支撑。”

同为托克托作业区管道工程师,张玺的感受尤为深切:“以前虽说一周只跑一趟,但心里那根弦始终绷着。不去的时候总惦记,半夜手机一响,心就提到嗓子眼,生怕哪个密封点漏了、哪块表超压了。现在好了,激光云台24小时帮我检漏,机器视觉替我盯着表盘和阀门,电子巡检实时反馈设备状态。这三样东西一上,等于多了三个不知疲倦的搭档替我守着。白天干活踏实,晚上睡觉也安稳,真出了事儿系统比我先知道。咱干线路的人,头一回觉得心里这么有底!”

从被动响应到主动出击,数字闭环让隐患预防与处置跑在了风险前面,效率与安全的协奏曲已然奏响。

提质增效显著:筑牢安全防线与人力资源优化

实践是检验成效的标准。项目试运一年以来,历经了内蒙古高原的夏季高温、汛期暴雨、冬季严寒等考验,该体系在保障安全生产方面成效显著,同时实现了人力资源的优化配置。

技术创新催生管理革新。针对传统阀室巡检频次低、隐患难闭环等痛点,北京管道依托WeACT系统构建智能化巡检新模式。该系统融合IMS应用、机器视觉、电子及激光云台巡检链路,通过定时调度、实时巡检与二次确认流程,结合AI算法分析、RTU自诊断及微泄漏实时监测等功能,实现任务智能调度与多维数据采集。此举打通了从隐患发现到结果回写的全流程,构建起完整的巡检闭环管理机制,有效解决传统巡检模式中存在的问题,全面提升了阀室安全管控效能。

安全效益得到全面提升。系统弥补了传统监控的盲区,激光泄漏监测实现了对微小泄漏的精准捕捉,有效杜绝了因泄漏积聚引发的燃爆事故。截至目前,系统已多次提前推送就地仪表示值预警,成功避免了设备事故。手阀状态识别准确率大幅提升,关键设备监测精准度显著增强,辅助判断的正确率稳定在99%以上,为生产运行提供了更加坚实的现场数据支撑。

经济效益是优势的体现。每年可直接节约车辆燃油、车辆维保及人工出行等费用约20万元;系统能够提前预判泄漏、积水及阀门故障等隐患,有效规避因设备损坏、停输检修等引发的间接经济损失,综合降本成效更为显著;单座阀室年均节省巡检成本超5万元,30座阀室累计节约开支超150万元,仅此一项,一年即可收回项目全部投资。

优化了人力资源配置。通过AI辅助替代重复性的人工现场巡检,人力与车辆成本大幅压降,人工巡护整体频次下降61.5%,全年释放768天有效人力工时。但这并非“减员”,而是将紧张的人力资源从低效的“跑路”中解放出来,转向更高价值的安全管理领域。现在,运维人员有更多时间开展管道沿线及其设备的预防性维护、精细化隐患治理、应急处置等工作,人均安全生产贡献值显著提升。

绿色低碳转型成效显现。车辆无效出车频次大幅降低,全年燃油消耗减少,年减少二氧化碳排放20吨以上,以技术手段践行了绿色发展的生产理念。

本质安全水平得到了跃升。项目不仅算好了经济账,更算好了安全账。通过技术手段消除偏远阀室的“感知盲区”,将风险管控关口前移,全面实现了对安全生产事件的有效遏制,保障了陕京管道能源大动脉的安全平稳运行。

至此,自2025年6月项目启动以来,阀室智能巡检体系建设跑出了“加速度”。截至今年8月,陕京四线2号至30号阀室已完成机器视觉和人工智能算法的基础部署,搭建起智慧管控的“数字底座”。在17号至23号阀室,率先完成了集“机器视觉、电子巡检、激光泄漏检测”于一体的多源感知手段升级,打造了智能巡检的“加强版”。

降本增效,安全与绿色并举,这场变革不仅算清了经济账,更守住了能源安全生命线的“神经末梢”。

带来的启示:探索可复制的“科技兴安”新路径

通过一年的实践,内蒙古分公司总结出四条推进智能化转型、提升本质安全水平的四点有益启示:

第一,坚持SCADA主导、AI辅助的定位。智能化改造不能脱离工业控制系统的基本盘。AI技术必须作为SCADA系统的“眼睛”和“触角”,辅助决策而非替代控制,这是确保技术落地安全可控的前提。

第二,生产场景适配重于技术参数。智能模型必须能够理解生产。只有基于现场实际工况和隐患特征训练的模型,才能真正解决生产痛点,避免“花架子”工程。

第三,利旧改造是解决实际问题的有效路径。不盲目追求高大上的全套更新,而是通过加装辅助监测装置,低成本、高效率地解决存量设备的状态感知难题,是一条务实可行的转型之路。

第四,持续拓展辅助场景是长久之计。安全管理没有终点。下一步将继续挖掘AI在声音识别、振动分析等方面的潜力,为SCADA系统提供更多维度的辅助信息,持续提升管网完整性管理水平。

北京管道公司副总经理、安全总监肖华平表示:“安全生产永远在路上。我们要让这套辅助系统随着设备全生命周期不断进化,让科技真正成为管网长治久安的守护者。”

项目价值凸显:为行业提供本质安全提升的新赛道

国家管网北京管道内蒙古输油气分公司的实践证明,传统油气管道的数字化转型,必须立足于解决安全生产实际问题。这套依托现有SCADA系统、叠加AI智能感知的辅助体系,或许为我国油气管道行业提供了可复制的经验。

放眼国内外,大量的油气管道阀室同样面临着监控手段单一、风险感知滞后的问题。该系统如果得到推广应用,必将持续提升整个行业对偏远关键节点的安全管控能力:

从安全层面看,该系统实现了对阀室设备状态、环境风险的24小时不间断辅助监测,能够提前预判并阻止泄漏、入侵等事故,将安全隐患消灭在萌芽状态,从根本上筑牢国家能源安全防线。

从生产管理层面看,该系统通过技术手段辅助人工决策,释放了人力资源,使运维人员能够专注于高价值的预防性维护和风险管控,推动了运维模式从“劳动密集型”向“技术密集型”转变,提升了全员劳动生产率和安全管控水平。

从产业发展层面看,这一实践生动落实了国家“人工智能+”行动,展示了人工智能技术在保障工业安全生产中的巨大潜力,为石油、电力、水利等基础设施数字化转型提供了“以安全生产为核心”的新路径。

另据北京管道公司副总经理石康兵介绍,下一步,北京管道公司将系统总结经验,进一步优化完善运行模式,并进行全方位技术验证,在各方面条件成熟后,编制标准化应用手册,在陕京四线推广这套智能辅助运维模式,持续扩展并深化数智技术与生产业务的融合,通过科技赋能,实现本质安全。

以数智转型护航:走好保障国家能源安全的赶考路

千里草原铺展能源动脉,AI慧眼汇入SCADA系统,与日夜共同守护方寸阀室、确保陕京管道安全。从单纯依靠人工巡检,到“SCADA主控+AI辅助”的智能防护,北京管道内蒙古输油气分公司的这场数智变革,没有追求概念的华丽,而是聚焦于解决生产一线最迫切的安全难题。

面向“十五五”高质量发展新征程,北京管道公司将持续深化“科技兴安”战略,不断完善智能辅助运维体系,把万里陕京管道沿线的每一座阀室、每一寸管道都打造成坚不可摧的安全堡垒,以数智动能守护国家能源大动脉,为首都和管道沿线1.2亿人的“人间烟火”保驾护航。

以智护气脉,以安践初心。在保障国家能源安全的赶考路上,国家管网人正用实干书写着安全生产的新篇章。

延伸阅读:阀室泄漏安全故事案例

过去,油气管道阀室主要由人工守护为主。近年来,随着网络的普及和科技的进步,绝大多数阀室开始采取“无人值守”模式,依赖人工定期巡检。这种模式存在巡检间隔长、数据不连续、响应速度慢等痛点,难以及时发现如阀门内漏等渐进式隐患,且在恶劣天气下巡检效率和安全风险都面临挑战。国内外曾多次因阀室泄漏引发的安全事故。（蒋万全）