僅在美國，管道運(yùn)營商就維護(hù)著約300萬英里的天然氣分配干線和管道。它們經(jīng)常穿過偏遠(yuǎn)的曠野，難以到達(dá)的地形或深水水下。盡管傳統(tǒng)的監(jiān)視工具（如SCADA系統(tǒng)）可以有效，但它們也具有明顯的弱點(diǎn)。

　　美國的水基礎(chǔ)設(shè)施的長度相似，由大約220萬英里的管道組成，由于位置而可能難以監(jiān)控。創(chuàng)新正在幫助提供更有效的管道監(jiān)控解決方案。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備可能會對管道的監(jiān)控方式產(chǎn)生重大影響。為什么物聯(lián)網(wǎng)是新型智能管道監(jiān)控的基礎(chǔ)？

　　1.改進(jìn)的故障排除和管道維修

　　跟蹤管道壓力的系統(tǒng)可以告訴您是否存在泄漏，但是它可能無法幫助操作員查明其確切位置。由于管道維修團(tuán)隊(duì)必須梳理管道的某個區(qū)域以尋找泄漏，因此缺乏準(zhǔn)確性會導(dǎo)致寶貴的時(shí)間損失。

　　與傳統(tǒng)的泄漏檢測系統(tǒng)協(xié)同工作的IoT智能傳感器可以傳達(dá)管道損壞的程度和具體位置。這樣可以加快故障排除過程的速度，并最大程度地減少隨之而來的泄漏風(fēng)險(xiǎn)-停機(jī)時(shí)間，氣體損失和潛在的環(huán)境破壞。

　　由聲學(xué)傳感器檢測到的異常聲波的分析可能表明，在管段的銷或盒端上有磨損。有了這些信息，管道技術(shù)人員可以優(yōu)先進(jìn)行視覺螺紋檢查，從而有可能幫助他們發(fā)現(xiàn)管道螺紋的損壞。

　　使用一對聲發(fā)射傳感器時(shí)，使用超聲波和聲傳感器的相對位置誤差可低至1％，同時(shí)還可覆蓋長達(dá)80米的管道長度。

　　對在管道泄漏檢測中使用壓電聲學(xué)傳感器的研究也發(fā)現(xiàn)它們在檢測瞬時(shí)泄漏和連續(xù)泄漏方面均有效。無論泄漏類型如何，這些傳感器都可以幫助維修團(tuán)隊(duì)查明位置。

　　2.擴(kuò)展的泄漏檢測系統(tǒng)

　　物聯(lián)網(wǎng)傳感器擴(kuò)展了現(xiàn)有的管道遙測系統(tǒng)，例如可通過壓力和流量分析監(jiān)控泄漏的SCADA網(wǎng)絡(luò)。通常由太陽能電池板附件供電的低功率IoT傳感器可以捕獲各種操作變量。

　　這些傳感器可以為SCADA系統(tǒng)的內(nèi)部管道監(jiān)控提供外部監(jiān)控補(bǔ)充。諸如聲學(xué)或超聲波傳感器之類的IoT設(shè)備可以偵聽異常聲波，這些聲波可能表明存在泄漏或裂紋的開始和發(fā)展。

　　甲烷氣體檢測器提供了一種更直接的泄漏檢測手段。甲烷含量異常會觸發(fā)管道操作員警報(bào)，幫助他們查明泄漏的位置。

　　定期張貼足夠大的傳感器可以改善泄漏檢測并消除內(nèi)部壓力傳感器有時(shí)可能產(chǎn)生的誤報(bào)。

　　3.為自主和自我優(yōu)化的管道管理奠定基礎(chǔ)

　　在不久的將來，物聯(lián)網(wǎng)傳感器和遠(yuǎn)程控制可能會幫助構(gòu)建自我優(yōu)化的管道管理系統(tǒng)。

　　基于AI和IoT的管道管理系統(tǒng)可以自動化傳統(tǒng)管道泄漏報(bào)告流程中的大多數(shù)或所有步驟。這包括警告管道操作員，打開或關(guān)閉閥門，通知政府機(jī)構(gòu)以及將技術(shù)人員派遣到故障點(diǎn)。

　　物聯(lián)網(wǎng)控制的管道閥門和終端以及其他技術(shù)允許對關(guān)鍵管道基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。這些控件與IoT傳感器結(jié)合使用，使管道系統(tǒng)能夠有效地進(jìn)行自我監(jiān)控和管理，并根據(jù)需要調(diào)整氣流，以最大程度地減少損壞或泄漏的影響。

　　隨著時(shí)間的流逝，新信息可以循環(huán)回到系統(tǒng)中。通過引入緊急事件中的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以進(jìn)一步優(yōu)化響應(yīng)并構(gòu)建更有效的管道泄漏管理系統(tǒng)。

　　該數(shù)據(jù)還可用于工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃新管道，從而有助于優(yōu)化設(shè)計(jì)以降低泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

　　4.泄漏預(yù)測和改進(jìn)的趨勢預(yù)測

　　更好的泄漏數(shù)據(jù)可以改善預(yù)測模型。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的速度和規(guī)?？梢詾樾碌念A(yù)測和趨勢預(yù)測模型提供基礎(chǔ)，這些模型可以識別可能導(dǎo)致管道故障的動作和事件。

　　可以通過大數(shù)據(jù)分析解決方案分析從一組IoT傳感器收集的數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)和歷史傳感器數(shù)據(jù)均可進(jìn)行分析，以發(fā)現(xiàn)故障事件中的新模式。這些可以幫助管道運(yùn)營商建立更有效的預(yù)測模型，從而更早地發(fā)現(xiàn)泄漏和損壞。

　　此應(yīng)用程序類似于管道中的預(yù)測性維護(hù)，這是IoT技術(shù)最常見的應(yīng)用程序之一。它使用來自IoT傳感器的運(yùn)行數(shù)據(jù)來預(yù)測機(jī)器故障或異常行為。

　　結(jié)合其他來源的數(shù)據(jù)（例如環(huán)境，天氣和其他管道系統(tǒng)的信息），可以進(jìn)一步改善這些分析模型，從而提供有關(guān)故障和泄漏原因的新見解。

　　長期數(shù)據(jù)和分析可以幫助管道運(yùn)營商構(gòu)建更有效的戰(zhàn)略監(jiān)控策略。洞察力可能會發(fā)現(xiàn)遙測中的盲點(diǎn)，或幫助運(yùn)營商開創(chuàng)監(jiān)控新方法。

　　使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改善管道監(jiān)控和管理

　　連接互聯(lián)網(wǎng)的傳感器可用于創(chuàng)建新的智能管道監(jiān)控解決方案。這些解決方案可以擴(kuò)展更多常規(guī)技術(shù)（如SCADA）的功能，還可以提高泄漏預(yù)測和管道維護(hù)算法的質(zhì)量。遠(yuǎn)程控制的閥門和總管可以使系統(tǒng)根據(jù)泄漏的可能性自動調(diào)節(jié)管道的運(yùn)行。最終，將物聯(lián)網(wǎng)納入這些流程可以減少故障并提高效率。