一、研究背景

　　燃气管网智能化成为了世界燃气行业发展的新趋势，面对新形势的挑战，全球燃气行业纷纷提出了建设坚强智能燃气管网的理念。燃气管道把一座城市的千家万户联系起来，相当于人的血管。一旦遭到外力破坏造成燃气泄漏，未第一时间警觉以致发生燃气爆炸，将直接危及到居民的生命财产安全。把抵御外力破坏事故风险放在突出位置，减少或避免燃气管道受外力影响到燃气的供应，实现燃气的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。

　　燃气管道受外力破坏的情况为何会频频发生呢?

　　我主要归结为以下几条：

　　1.我国燃气管道防外力破坏可以说是还停留在在一纸合同上，挖破了照单赔偿。更有甚者施工单位为了抢工期，不在乎挖破管道，理直气壮的认为挖破管道给钱了事即可。然而这也正是为何出现如此之多野蛮施工的主要原因。

　　2.但是也不排除实际作业操作人员的操作水平参差不齐，或者疲劳作业违章作业导致事故的频频发生。

　　3.燃气管网图纸的老旧，或是图纸设计时出现偏差，而燃气管理单位未进行及时更新，无法精确定位管线，致使施工时产生误差将管道挖破。

　　4.相关燃气管网保护法律的滞后，不健全，惩罚力度不强。导致施工单位投机取巧，存侥幸心理钻空子。

　　实例：2011年5月24日上午，福州市仓山区上三路和首山路交叉路口，一辆属福州电力的挖掘机在施工时将燃气管道挖破导致燃气泄漏。

　　由于燃气管道受外力破坏挖破后，只是处于燃气泄漏状态，通常并不会第一时间出现起火，乃至爆炸情况(也就是为什么当事人回忆时表示：“闻到煤气味不久后爆炸”)。而现实情况是燃气管道受外力挖破，并出现燃气泄漏后，施工作业中大型施工机械操作人员在操作室内并不能第一时间察觉，并且停止施工机械作业。以至于机械设备继续施工作业对管道造成更大伤害，并且施工现场人员还在继续带火作业或者是继续使用带电设备。最终导致起火发生爆炸，引发无可挽回的后果。

　　二、研究的必要性

　　在当前城市快速发展，致使城市燃气管道附近施工项目越来越多的情况下，燃气管道被野蛮施工(或者违章操作)挖断，导致燃气泄漏后起火引发爆炸，从而造成人员伤亡的重大安全事故也屡见不鲜。燃气管道防二次伤害激光检测报警停车系统可以彻底解决违章施工作业中大型施工机械将管道挖破后，不能第一时间发现事故以致于继续作业对管道造成二次伤害，最终发生燃气管道爆炸造成人员伤亡的重大安全事故。大幅度降低因外力破坏后引起的二次伤害，减少由此带来的损失，及人员伤亡。同时更加合理有效的配置人员，保障施工作业中燃气管道的安全运行。

　　三、研究内容

　　大型施工机械作业作业过程中，保证全天候实时对大型施工机械挖掘现场的燃气浓度进行检测。一旦对燃气管道造成破坏后，天然气激光监测探头第一时间检测到燃气泄漏浓度报警值超标，就会以现场机械操作室发出警报的方式警告现场施工机械操作人员。同时操作室报警装置连接到施工机械的发动机，一旦警报发出，制动发动机装置就会同时接受命令使现场施工机械停车，及时制止二次伤害的发生。并且以短信的方式将告警信息发送至燃气管道维护单位相关负责人和领导手机上。同时机械操作人员可以第一时间告知施工现场带火作业或者是使用带电设备的人员，立即停止作业。撤离施工现场，并报警，等待燃气抢修人员的到达。

　　四、国内外研究水平综述

　　就我目前掌握的资料，我所研究的燃气管道防二次伤害激光检测报警停车系统，在国内外还没有发现相同或类似的产品。该装置是我的创新。

　　在国外，防外力破坏和防二次伤害几乎是空白，他们防外力破坏主要是靠自觉，几乎没有野蛮施工，亦或是通过严格的管理将违章操作降到最低。

　　国内燃气管道防外力破坏和防二次伤害的投入，各大燃气公司还仅仅只是通过警示桩，警示牌来进行提示。或者是全靠人力来防范，没有从技术上考虑和有效的解决这个问题。

　　五、研究的理论和研究的重难点

　　原理：天然气激光监测探头不受其它气体成分的干扰，其有效检测距离达34 m。接收到通过泄漏气团反射回的激光束来测量反射路径上的甲烷气体的积分吸收浓度。一旦监测到浓度超过报警值，就会向正在施工机械操作室中的操作员发出警报，与此同时操作室报警装置连接到施工机械的发动机，一旦警报发出，制动发动机装置就会同时接受命令使现场施工机械停车。

　　创新点：

　　1、 天然气激光监测探头的引入，可以实时监控到施工现场天然气浓度，真正监控到位;

　　2、实现第一时间现场操作室报警及后台短信通知;及时制止二次伤害的发生。

　　3、施工机械上安装发动机制动装置，起到类似于GPS锁定停机的作用。

　　研究重难点：此项研究技术上不存在任何壁垒。关键在如今各燃气企业防外力破坏意识不浓，不了解其投入带来的隐形效益。外加研究涉及多个行业及相关职能部门，配合不易——即成为其最为关键一环。

　　1、天然气激光监测探头，探测功率的合理选用，既要保证可靠探测，又要不对人有伤害;既要提高灵敏度，又要减少误报率;

　　2、会同安监局、施工机械生产厂家、以及燃气行业相关单位，制定相关标准，在施工机械上加装燃气管道防二次伤害激光检测报警停车系统。(特别是在施工机械发动机上加装的制动发动机装置)最终形成规范，向全国燃气行业内进行推广。

　　六、预期成果

　　研制基于天然气激光监测探头技术的燃气管道防二次伤害激光检测报警停车探测装置，施工机械操作室报警装置与GSM Modem，施工机械发动机上加装的制动发动机装置，组成燃气管道防二次伤害激光检测报警停车系统。当有报警发生时，操作室报警后台通过短信功能把报警情况发送到后台或指定手机，同时制动发动机装置启动，使施工机械停车，操作人员可以对现场其他作业人员发出警告。实现燃气管道防二次伤害的智能化运行。从而降低发生重大安全事故的概率。

　　最大限度的保障人民财产安全。