人工智能在燃气管道工程管理中的应用

徐乃杰

（内蒙古鑫睿泰工程建设有限公司，内蒙古自治区 呼和浩特 010000）

燃气管道工程建设具有一定的危险性，而且由于管道的跨度大、路径长，导致燃气管道工程管理具有较高难度，尤其工程建设过程中人员流动性很高，进一步增加了管理人员的管理难度。为了强化对燃气工程的管理，适应新时代更为严格的管理需求，需要引入人工智能技术完善管理工作，有效解决当前对燃气管道工程的管理问题，保证工程建设和后期运营的顺利进行。

1 燃气管道工程特点

燃气管道工程具有较高的风险性，由于燃气属于易燃易爆炸的物质，因此施工中对燃气管道的质量控制要求非常高，如果存在质量问题，将会具有较高的质量隐蔽性，施工中若没有发现和解决问题，在日后管道投入使用之后，就会出现管道事故，会产生比较严重的安全影响和社会影响。施工中由于存在很多隐蔽工程，因此施工结束后难以对这些隐蔽工程进行再次检测，尤其是很难对工程的外观进行检查，容易导致工程管理人员对工程施工质量形成错误判断。施工中会受到很多因素的影响，包括施工现场周围的自然环境、施工材料、施工设备的选择、施工条件、人员素质、施工工艺等等，任何一个环节出现问题，都会对施工质量、进度控制、成本控制产生影响。因此，燃气管道施工对施工人员而言压力比较大，施工现场很容易出现质量波动。

2 燃气管道工程管理常见问题

2.1 施工队伍整体素质不足

施工队伍人员不足是影响工程施工质量的关键因素，施工人员对燃气工程的施工质量具有直接责任，通过引进高素质、高水平的施工人员，能够保障燃气管道质量，确保使用者的财产安全。但是在实际情况下，多数施工人员并没有足够的专业能力，对于水平相对较低的施工队伍还可能忽略一些关键的技术问题，比如没有严格进行现场的材料管理，导致一些质量较低的燃气管道被投入到了施工中。

2.2 施工人员管理不到位

由于燃气工程施工现场的人员流动性很强，而且施工周期比较长，因此人员管理一直是燃气工程建设的主要难点之一。例如很难对施工现场的不明人员进行管理工作，容易出现外部人员进入施工现场的问题，会增加工程施工的安全风险，以及破坏工程施工现场秩序。其次，施工中需要对人员签到、佩戴防护用具等进行管理工作，由于现场人员比较混杂，以及很多施工人员素质较低，并不能严格遵守纪律要求和安全要求。

3 智能技术应用与燃气管工程管理分析

3.1 燃气管道工程对人工智能技术的需求

由于燃气管道施工中需要注意的问题比较多，受到很多方面因素的影响，导致工程项目数量较多，有很多小型短周期的项目存在，又使得施工现场会有比较频繁的人员流动。继续使用传统的管理方式很难适应信息繁多以及快速变化的施工状况，很容易出现管理方面的错误，传统的非智能化的计算机技术并不能有效辅助管理人员判断工程施工现场的状况，难以识别施工过程中出现的错误与问题，并不能真正提升对施工现场管理的反应速度。使用人工智能技术能够进一步深入的利用数字化技术加强对施工现场的管理，尤其通过结合大数据、物联网等方法开展施工管理工作，能够对施工现场的状况进行主动分析，判断燃气管线是否存在施工质量问题，自动分析工程的进度控制状况、成本控制状况等等，并且对现场的安全环境作出判断，形成更为全面的施工现场管理体系，全面提升对燃气管道工程的掌控水平。

3.2 智能管理的应用场景分析

3.2.1 施工智能管理应用

①施工人员实名登记。通过实名化的施工人员管理，可以提升施工现场的人员管理效率和精度，减少人员管理问题。智能化技术应用后，不仅可以单纯根据人员的ID卡对人员进行识别，更能利用人脸识别技术完成对人员的快速识别，对不能识别身份的可疑人员加强预警提示工作。②施工人员培训记录。由于燃气管线对施工人员技术要求比较高，因此必须在施工之前开展对人员的培训工作，智能技术应用后，可以通过考核结果综合分析培训后存在的不足，因此能够对施工人员制定进一步的培训计划，以及根据考核结果分析施工人员的综合能力，进行更为有效的岗位分配。③施工人员持证上岗检验。智能技术可以利用现场照片检查施工人员持证上岗的情况，利用智能技术可以对人脸照片进行自动识别，验证人员的身份，以及根据监控提供的视频信息提供持证信息。④陌生人员预警。如果出现智能系统不能识别的陌生人员，系统在扫描之后就会自动进行人员预警，提示管理人员进入现场对陌生人员进行检查，以及自动完成对陌生人的警示工作。⑤特种设备操作人员识别。特种设备人员上岗时，可以对人员的持证上岗情况进行检验，一方面扫描识别特种设备工作证，同时会识别人脸信息，通过比对特种设备和人脸信息是否相符，完成人员的识别工作，并且会做好对人员的登记，方便进行检查。⑥人脸识别考勤。通过人脸识别算法能够进行施工人员、监理人员的考勤工作，自动化完成现场签到管理，满足管理要求。⑦机械设备验证。燃气工程对机械设备的性能要求较高，很多特种设备都需要进行检查才能入场，智能系统能够通过设备提供的信息自动进行合法证件验证工作，通过数据库和第三方系统提供的信息进行比对，验证设备的合法性，通过验证后才能允许设备入场。

3.2.2 施工安全智能化管理

由于施工现场有很多安全风险，比如在城镇施工需要在建筑周围开展施工，可能需要进行高空作业等等，此时需要利用智能系统进行施工现场的安全管理，通过加强对施工现场的安全评估，确定施工现场是否满足安全要求，以及使用智能化识别设备，识别现场的安全风险。在需要进入阀室、地下井、动火带气作业时，可以由专人进行指挥，开展监测管理工作。通过在预先划定的带气作业区域进行视频设备监控，采集相应的视频信息，可以对现场是否存在安全隐患进行识别，开展有效的指挥和监护工作。针对大型设备，包括挖掘机、吊车等等，也可以对周围人员进行安全警戒，通过划定好大型设备的安全警戒区域，对周围是否有人员闯入进行判断。

3.2.3 施工质量智能管理

地下管线工程施工中，使用智能系统可以进行敷设质量的监测和识别，使用目标检测算法可以对是否敷设了警示带进行识别。针对燃气管道是否存在数据异常，智能系统也能通过数据库和逻辑判断进行智能识别，而且可以根据数据的变化情况对存在的问题进行自动识别，比如分析是否存在焊接时间间隔过短、口径错误、冷却时间不合理等问题。目前在对管道的检查中，还会使用X光片进行检查工作，通过图像的智能分析，可以通过底片确定存在的问题，包括焊口问题、黑度不足等等。

3.2.4 施工文明的智能化管理

使用目标检测算法，进行施工现场铭牌的检查，以及对施工中护栏连续性检查工作，能够强化施工文明管理，提升施工现场的秩序性，快速分析施工现场存在的不足。

3.2.5 安全防护智能化管理

安全防护智能化管理需要使用目标检测算法，可以检测施工人员的安全绳是否合理佩戴，利用智能识别系统，能够对施工现场的安全帽佩戴、工作服穿着、反光服穿着进行检验。

4 使用智能技术的解决方案

4.1 技术架构分析

智能技术是面向工程施工现场服务的技术，为了实现服务需要经过数据采集、处理，建立和训练智能模型，最后利用智能模型开展对施工现场的管理和监控工作。数据采集会使用摄像头等设备，将获得的数据集中储存在存储设备中。数据处理主要通过视频设备、储存设备等渠道，使用视觉算法完成对视频库中的信息解码，完成对图像的去噪处理，实现图像增强，之后将经过优化处理的图像储存在设备中。模型的训练和调整优化。根据工程施工现场的实际应用场景和需求可以进行AI模型的训练，选择合适的参数进行配置，完成对结果的评估工作，评估之后继续自动完成对参数的优化，最后获得最优的AI模型。模型应用是在模型完成训练之后投入应用，可以进行视频分析，以及运行相关服务器，使用算法能够自动进行违规行为的检测和预警工作。通过使用智能技术对现场进行多次的识别和调整，可以最终达到最优结果，满足现场使用的需求。

4.2 数据采集技术和实时分析

4.2.1 数据采集技术

数据采集必须适应不同的外部条件，并且要满足数据采集和数据传输技术之间的配合，实现数据采集和智能技术之间的匹配，可以使用PyTorh、YOLO v3等技术实现和人工智能技术之间的配合。在施工现场可以使用移动巡查记录仪进行巡查工作，这类设备具有稳定的数据上传能力，可以进行设备录像，而且重量很轻、体积小、容易携带，可以较好地满足对施工现场进行移动的视频采集工作。使用定位控制球可以进行现场的视频采集，球内设置通信模块、定位模块、高性能电池组，可以在车辆上安装，也可以直接设置在特殊位置。

4.2.2 数据传输技术

数据传输方案会受到施工现场网络的制约，需要在施工现场建立起更为稳定的网络，形成对施工现场更为有效的管理。比如可以分析施工现场4G、5G信号的强弱，利用无线网络完成对施工现场的网络搭建。如果投入较高，也可以建立专门的有线网络，可以满足工程的管理问题。

4.3 模型应用

模型应用依赖于现场的网络水平，以实现对场景的实时控制，还需要满足现场网络模型复杂性的需求，满足对视频线路的接入。现场边缘计算。可以降低后台集中运算带来的压力，也能提升分析结果的实时性，有效控制视频传输的带宽和控制网络成本，降低对燃气管线的管理投入。后台集中计算。后台集中计算是集中多个视频线路进行集中运算的方式，运算功能相对现场边缘计算性能更强，可以支持复杂数据模型，但是也会产生比较高的资源占用和网络消耗。现场边缘计算和后台集中计算联合使用。相对于上述两种方案，该方案充分利用了两种技术的优势，实现了技术的融合，有效提升了计算效率。通过该方法可以降低后台集中计算所导致的硬件投入成本和网络带宽，更能满足高性能计算和实时分析的需求。

4.4 智能技术的典型应用

4.4.1 人脸识别技术

人脸识别技术的应用场景很多，包括人员实时实名登记、安全培训管理、现场签到管理、持证上岗检查等等。在识别不同人员时，可以对合法登记人员和陌生人员使用不同的标记进行定位。

4.4.2 施工人员安全帽检测

为了避免施工现场燃气工程作业中由于人员不佩戴安全帽导致施工事故出现，可以利用智能设备进行施工现场安全帽佩戴的检测，如果发现未佩戴安全帽的人员，可以使用红色框体进行定位，方便开展管理工作。

5 智能技术应用的相关保障措施

5.1 提升人员素质

虽然智能技术能更直接地进行现场管理，加强对所有施工人员的约束，但是单纯使用智能技术并不能解决人员素质问题，还需要加强对人员素质的管理，和智能技术配合，提升对现场的管理水平。施工开始之前，应做好对施工人员的管理工作，在开展技术、安全管理的培训的同时，也提示施工人员智能技术对施工现场的监控，有效约束施工人员的行为。

5.2 加强先进技术的使用

针对管道工程施工，可以选择更多的先进技术投入使用，给工程施工提供良好的技术支持，同时目前先进机械设备、检测设备的信息化水平都比较高，能更好地配合智能技术进行现场施工状况的监控，给工程施工提供良好的技术条件，强化智能系统对施工现场的感知能力。

5.3 加强验收工作管理

在验收工作中，要解决过去组织松散的问题，提升验收工作的规范性。验收人员可以利用智能系统根据工程施工状况的分析结果，明确工程施工现场可能存在的问题，确定问题严重的重点区域，展开针对性的验收检查。充分利用智能系统分析实际情况，制定有效的解决方案。

6 结束语

通过使用人工智能技术能够提升施工现场的管理效率，降低管理人员对施工现场的管理压力，并完成施工现场不明人员的快速识别、对施工质量问题和安全风险的高速判断。智能技术的应用过程中，还可以融合远程监控功能，加强对工程安全预警工作，也能对工程施工之后进行快速地检查和核实，完成对工程的全面管理。