人工智能领域职工优秀创新成果|基于AI赋能的油气储运领域生产运维新范式

  

　　「为持续激发人工智能领域广大职工的创新热情和创造潜能，充分发挥广大职工在加快打造发展新质生产力重要阵地中的作用，在北京市总工会指导下，北京物联网智能技术应用协会特开展人工智能领域职工优秀创新成果征集活动。旨在挖掘一批具有创新性、实用性和推广价值的职工优秀创新成果，搭建人工智能领域职工创新成果交流展示平台，促进成果转化与应用，推动人工智能技术与产业深度融合，提升职工创新能力和产业竞争力，助力北京国际科技创新中心建设。现对最终入选的成果通过多渠道系列展示，并开展产业对接。诚邀各界开展合作交流，详情可咨询北物联李老师（联系电话：13521200337）。」

项目名称：基于AI赋能的油气储运领域生产运维新范式

所属领域：油气储运领域

单      位：国家石油天然气管网集团有限公司

成果完成人：冯庆善

一、单位简介

Company Profile

　　国家石油天然气管网集团有限公司（简称“国家管网集团”）是深化油气体制改革的标志性成果，于2019年12月9日正式成立，核心使命是保障国家能源安全、促进油气行业高质量发展。

　　国家管网集团的主要职责是负责全国油气干线管道、部分储气调峰设施的投资建设，负责干线管道互联互通及与社会管道联通，形成“全国一张网”，负责原油、成品油、天然气的管道输送，并统一负责全国油气干线管网运行调度，定期向社会公开剩余管输和储存能力，实现基础设施向所有符合条件的用户公平开放等。截至2024年底，国家管网所辖在役天然气管道总里程5.7万公里、原油管道2.22万公里、成品油管道2.51万公里，覆盖全国30个省市区和香港特别行政区；拥有8座地下储气库、8座LNG接收站。

网址：http://www.pipechina.com.cn

 

二、成果简介

Introduction to Achievements

　　国家管网集团作为保障国家能源安全的“生命线”守护者，始终在思考：如何用技术创新打破传统运维瓶颈，让10余万公里的油气管道更智能、让一线职工更高效？通过基于AI赋能的油气储运生产运维新范式的积极探索和实践，从模式革新、技术突破、职工赋能三个维度形成了油气储运生产运维新范式成果。

　　1、模式革新：重构生产运维的“底层逻辑”

　　国家管网负责全国干线油气管网、主要LNG接收站和储气库的运行和维护，传统模式下，“调控、运维、应急”各管一摊，流程繁琐、协同低效；而AI赋能让我们实现了“三个一体化”：

　　一是业务流程一体化：从“业务割裂”到“全链协同”。我们把112项流程、1016项活动全部数字化。过去主要是针对在役管道实施完整性管理，现在通过“管理投产”的这一个起点，推进建管融合，驱动“生产运行”和“资产运维”两条主线，拓展全生命周期融合管理，实施大生产运维体系的完整性管理。

　　二是管理架构一体化：从“三级管理”到“两级联动”。过去我们实行“区域公司-输油气分公司-站场”三级管理，管理层级繁琐；现在通过“1+6+1”调控体系和“3+7+21”维抢修体系变革，实现“集中调控、区域运维”，管理效率得到快速提升。

　　三是变革提升一体化：从“单一使用”到“循环赋能”。抓住主要矛盾，以守住安全运行底线红线为基本要求；以创新再造管网新质生产力，持续进行技术提升和能力再造；以控制熵增和能力再造为目标，形成国家管网集团生产运维新范式。

　　2、技术突破：从“自动化”到“智慧化”的跨越式突破

　　传统油气储运运维，靠的是“人工巡检+经验判断”，面对10万余公里的在役管道、8座LNG接收站、8座地下储气库，不仅效率低，还存在“看不见、判不准、响应慢”的痛点。而AI技术的深度应用，让我们实现了三个关键突破：

　　一是全链路智能感知：让管道“会说话”。我们构建了“天空地一体化”感知网络，把过去分散的“数据孤岛”变成了联动的“智慧神经”。比如在智能线路领域，我们研发的光纤振动预警大模型，通过10000公里管道的海量数据训练，能精准识别第三方施工、地质灾害、管道泄漏等威胁。在智能站场领域，以北海LNG接收站为例，我们首次实现了“全设备一键启停”：从LNG卸料、储存到外输，200多个设备的启停逻辑被转化为智能程序，过去需要10多名工程师协同操作几个小时，现在按下按钮就能自动完成，彻底告别了“人工盯表、手动调阀”的繁琐。

　　二是大模型驱动决策：让调控“更聪明”。在智能调控方面，我们打造了“运气先知”系统，实现多维度用气量预测—小到单个重点用户1小时的用气量，大到全国冬季15天的总需求。过去调度员靠经验“拍脑袋”制定方案，现在系统自动生成优化策略，还能通过语音交互问答，让决策从“经验驱动”变成“数据驱动”。

　　三是构建PipeNet知识图谱：油气储运领域的“超级大脑”。通过大模型技术，我们把32个专业、140项业务的设备图纸、操作手册、专家经验都“装进”系统：一线职工用手机拍一张设备照片，系统1秒识别设备型号、维保记录；巡检时遇到故障，语音提问，立刻能调出解决方案。

　　3、职工赋能：让技术创新“惠及每一个人”

　　我们始终认为，AI不是“替代人”，而是“解放人、成就人”。通过成果应用，我们实实在在为职工“提效减负”，更激发了大家的创新潜能。

　　一是提效减负：把职工从“重复劳动”中解放出来。过去一线巡检员每天要徒步20公里，顶着烈日、冒着严寒排查管道；现在通过“无人机巡检+光纤预警”，徒步巡检里程减少大幅降低，实现全时域的风险管控。现在坐在值班室里就能通过屏幕监控管道状态，只需要定期去重点区域复核，工作强度大幅降低。

　　二是激发潜能：让每个人都能成为“创新主角”。我们通过PipeNet搭建了“专家经验沉淀-一线应用-反馈优化”的创新通道，鼓励职工基于AI工具开展“微创新”。这些创新不是“高大上”的项目，而是职工在日常工作中，借助AI工具实现的“小改进、大价值”。

　　油气储运是国家能源安全的“命脉”，AI技术是推动行业升级的“引擎”。让我们携手，用技术创新打破边界，用模式革新提升效率，用职工赋能激发活力，共同打造油气储运领域的“智慧新范式”！

三、成果创新性

Innovation of Achievements

　　主要的成果创新在一下四个方面：

　　一是构建了“一个起点、两条主线、三项支撑”的流程体系架构，主要管理流程以“管理投产”为起点，驱动“生产运行”和“资产运维”两条主线，通过生产管理与保障、生产技术、应急实施“三项支撑”保障生产安全平稳高效运行。

　　二是国家管网生产运维业务领域实施集中调控、区域运维、专业支撑和数智赋能战略，建成“1+6+1”油气调控体系、“3+7+21”维抢修队伍体系；建成“4横+3纵+6环+10核”布局的自有光通信网与通讯保障体系；天然气管道站场基本实现无人化，两级生产运维体系结构基本形成。

　　三是创新性定义了智能管网发展的三个阶段：自动化、智能化和智慧化。其中，自动化阶段依据逻辑控制，不具备适应性调整；智能化阶段基于规则和流程，把实时采集的数据、多维的规则和参考知识库按照流程推送给设备或管理者作出响应；智慧化阶段在最优化的工艺和选择方面具有自学习和优化功能，基本取消人工监视和工艺优化等对人的依赖。

　　四是创建生产运维哲学，抓住主要矛盾，以守住安全运行底线红线为基本要求；以创新再造管网新质生产力，持续进行技术提升和能力再造；以控制“熵增”和能力“再造”为目标，形成国家管网集团生产运维新范式。

四、产生的效果及应用前

The generated effect and before application

　　在能源保供与国家能源安全领域，应用前景尤为关键。当前我国能源结构正加速向清洁化转型，天然气等清洁能源需求持续攀升，而“一个起点、两条主线、三项支撑”的流程体系架构，能精准适配跨区域、长距离能源输送需求。该架构可实现“管理投产”与“生产运行”“资产运维”的无缝衔接，结合“1+6+1”油气调控体系与“3+7+21”维抢修队伍体系，能有效应对极端天气、地质灾害等突发状况，保障能源输送“不断链”。

　　在跨行业智能运维与管理借鉴领域，创新点的应用价值同样突出。智能管网“自动化—智能化—智慧化”三阶段发展路径，为交通、水利、城市管网等基础设施领域提供了清晰的智能化升级模板。而“集中调控、区域运维、专业支撑、数智赋能”战略，还可应用于铁路、公路等交通网络的运维管理，通过构建类似“调控—运维—支撑”的体系，提升交通网络的通行效率与应急处置能力。

　　在国际竞争与标准输出领域，创新点构建的生产运维新范式有望成为全球能源基础设施运维的“中国方案”。目前，国际上多数国家的油气管网运维仍以传统模式为主，智能化水平较低，而我国在智能管网建设与运维方面已形成成熟经验。例如，“自动化—智能化—智慧化”的阶段划分，可帮助发展中国家明确管网升级路径；“控制‘熵增’和能力‘再造’”的运维哲学，能为全球能源企业提供科学的管理思路。未来，随着“一带一路”能源合作项目的推进，该技术体系与管理范式可输出至中亚、东南亚等地区的油气管网项目，助力我国在全球能源基础设施领域掌握标准制定权，提升国际竞争力。