智慧化燃氣管網(wǎng)監(jiān)控平臺的構(gòu)建

智慧化燃氣管網(wǎng)監(jiān)控平臺的構(gòu)建摘要：隨著經(jīng)濟和科技水平的快速發(fā)展，“智慧城市”作為新興技術(shù)與傳統(tǒng)管理體系的結(jié)合被廣泛提出?！爸腔廴細狻笔浅鞘邢到y(tǒng)結(jié)構(gòu)中重要的一部分，直接關(guān)系到普通民眾的生活體驗，有助于信息化、工業(yè)化與城市化的深度融合，使城市管理更加精細化、動態(tài)化。互聯(lián)網(wǎng)時代下的“智慧燃氣”具有更加環(huán)保、安全、高效的特點。文章通過分析傳統(tǒng)燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)弊端，在此基礎(chǔ)構(gòu)建以感知層、傳輸層數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層為四個基本組件的新型智慧燃氣模型，并介紹了展示、預警、檢修、決策等功能模塊，最后對本系統(tǒng)將會帶來的影響做了總結(jié)與展望。關(guān)鍵詞：燃氣；智慧；信息化；預警引言隨著時代的發(fā)展，燃氣在我國能源結(jié)構(gòu)中的占比越來越高，其戰(zhàn)略地位變得越來越重要，燃氣管網(wǎng)擴張迅速，全面有效的管理燃氣，建立一個監(jiān)控、管理、應(yīng)急于一體的燃氣系統(tǒng)已經(jīng)成為當務(wù)之急。2016年2月24日，國家發(fā)改委、能源局、工信部印發(fā)了《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見》，在新興技術(shù)支撐下的“智慧型生活”逐漸進入公眾社會的視野；隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及以及各類信息技術(shù)的發(fā)展，為智慧燃氣提供了強有力的軟件、硬件支撐。本文詳細介紹了以地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）以及云服務(wù)器為基礎(chǔ)搭建的新型燃氣監(jiān)控平臺。燃氣行業(yè)現(xiàn)存問題二次施工對天然氣管道的破壞城市地下管網(wǎng)是維持城市生命活力的“血管”，其地下管線種類繁多，包括水利水電、網(wǎng)絡(luò)通信、燃氣等多個類別的20余種輸送通道。管網(wǎng)橫縱向分布錯綜復雜，其他各單位在進行二次施工時，由于缺乏對其他部門管線鋪設(shè)情況的了解很容易對未知管道造成破壞，相對來說對天然氣管道的破壞是影響最大的。信息化嚴重不足隨著計算機科學技術(shù)不斷發(fā)展，在各類行業(yè)中都得到了應(yīng)用，但是反觀當今燃氣行業(yè)卻信息化嚴重不足，管網(wǎng)數(shù)據(jù)模型不規(guī)范，缺乏完善可靠的燃氣管網(wǎng)數(shù)據(jù)模型以提供穩(wěn)定高效的底層數(shù)據(jù)支持。管理維護機制效率低下當今管網(wǎng)維護方法大多數(shù)是由工作人員人工定期到現(xiàn)場進行巡檢和測試，無法在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題，排除問題效率低下，且不能對巡檢工作人員的工作質(zhì)量進行有效的監(jiān)督。由于燃氣管網(wǎng)中的壓力箱、閘井等基礎(chǔ)設(shè)備分布廣泛且數(shù)量眾多，若發(fā)現(xiàn)隱患，還將會消耗大量的人力資源。智慧燃氣的概念及設(shè)計目標2.1智慧燃氣的概念“智慧型城市”的核心是“智慧”，就是在城市體系構(gòu)建中充分運用新興技術(shù)，實現(xiàn)自動或半自動調(diào)控?！爸腔廴細狻本褪恰爸腔鄢鞘小斌w系下的重要組成部分。“智慧燃氣”基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈以及最新的5G通信等技術(shù)為用戶提供更加環(huán)保的燃氣使用體驗，提高了用戶滿意度，為燃氣公司提供更加高效的一體化管理維護方式，增強企業(yè)信息化程度，優(yōu)化運營業(yè)務(wù)流程，能實現(xiàn)自動發(fā)現(xiàn)隱患并及時預警，提供處理異常的全套流程方法，還可以通過數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等手段來輔助決策。設(shè)計目標智慧燃氣以燃氣運營管理標準為準則，緊密結(jié)合燃氣企業(yè)運營業(yè)務(wù)流程，將燃氣管理系統(tǒng)打造成一個實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)集成、運行調(diào)度、決策分析一體化高度集成的新模式，系統(tǒng)能夠及時采集管線的實時信息并進行共享，解決燃氣企業(yè)信息化建設(shè)中內(nèi)部信息孤島問題；對管網(wǎng)系統(tǒng)全方位覆蓋，實時反饋運行狀態(tài)信息，提升系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，使故障風險降到最低；通過系統(tǒng)云服務(wù)器中存儲的大量數(shù)據(jù)來分析出能夠使企業(yè)提升經(jīng)濟效益的有利信息，各部門通過此系統(tǒng)作為橋梁，聯(lián)動來解決各類異常問題，提升決策的科學性。智慧燃氣的構(gòu)造感知層感知層是由各式各樣具有采集、傳感、監(jiān)控等功能的移動終端設(shè)備組成。主要包括壓力傳感器、溫度傳感器、流量監(jiān)測器、閘井視頻監(jiān)控器、電動閥門監(jiān)控等裝置。本系統(tǒng)在集氣管道、輸氣管道、配氣管道都分別布置了各類傳感器，例如WNK801型號壓力傳感器，SHTCX溫濕度傳感器等，來負責采集管線燃氣的溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)，在關(guān)鍵閘井、管線節(jié)點和閥門等重要位置安裝了視頻監(jiān)控，在電源上安裝了電源監(jiān)控，以確保第一時間感知到事故的發(fā)生。傳輸層傳輸層是指將采集到的監(jiān)測信息通過4G、有線網(wǎng)、無線網(wǎng)、局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)等通信方式傳輸給后端服務(wù)器中，或者將數(shù)據(jù)在不同服務(wù)器之間進行數(shù)據(jù)交換。本文所介紹的系統(tǒng)采用4G傳輸方式將傳感器采集到的監(jiān)測信息通過中央處理器有規(guī)律的傳輸?shù)絊CADA服務(wù)器中，將管線空間數(shù)據(jù)信息錄入到GIS系統(tǒng)服務(wù)器中,再將所有的信息通過局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)的方式傳輸?shù)皆贫藬?shù)據(jù)共享服務(wù)器中。數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)層包括各視頻監(jiān)控設(shè)備采集的視頻數(shù)據(jù)、GIS系統(tǒng)中存儲的的管線基礎(chǔ)空間信息數(shù)據(jù)、SCADA系統(tǒng)中存儲的燃氣的各項指標數(shù)據(jù)、云端數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)中的集成數(shù)據(jù)構(gòu)成。數(shù)據(jù)層主要對傳入的數(shù)據(jù)進行集中處理分析、存儲交換、再傳輸?shù)取Ｔ品?wù)器中會備份所有數(shù)據(jù)，更好地集成數(shù)據(jù)并且形成歷史日志，訪問者可隨時隨地利用手機、平板電腦、PC登陸Web端云端數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取所需要的數(shù)據(jù)，為日后的管理和維護工作提供海量的數(shù)據(jù)支撐基礎(chǔ)，也能夠幫助企業(yè)做出更具科學性的決策。應(yīng)用層應(yīng)用層是一套將數(shù)據(jù)層中的有價值信息數(shù)據(jù)可視化的軟件集合?？煞譃閷崟r展示系統(tǒng)和移動軟件終端。本文所介紹的智慧燃氣系統(tǒng)使用Java語言編寫了適用于Android設(shè)備的移動軟件終端，室外工作人員可以通過操作軟件來輔助日常的巡查或養(yǎng)護工作；信息實時展示系統(tǒng)能夠顯示云端數(shù)據(jù)中心收集到的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，室內(nèi)工作人員可以通過此系統(tǒng)進行全局的監(jiān)測及監(jiān)控。智慧燃氣主要功能展示功能管網(wǎng)GIS系統(tǒng)能夠?qū)芫€的分布狀況進行二維或三維展示，還具有查詢、統(tǒng)計的功能，能夠顯示某一類燃氣管線、管線數(shù)量、閥門數(shù)量等。GIS本身還擁有信息管理等功能，能夠?qū)Σ杉降幕蛉斯や浫氲臄?shù)據(jù)信息進行有效的整合和展示，極大方便了日后的管理工作。GIS的分析功能能夠輔助支持決策，在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上能夠使工作人員構(gòu)思出最具科學性的應(yīng)對方法。預警搶險布置的傳感器將采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳到SCADA系統(tǒng)中，當管道壓力、燃氣溫度或者流量超過正常標準時，監(jiān)控系統(tǒng)會自動提示并且報警，工作人員可以遠程操控關(guān)鍵節(jié)點用氣閥門的開關(guān)，第一時間使危害減小，然后及時將報警信息推送給工作人員，使工作人員第一時間能夠了解情況并作出應(yīng)對，快速準確地開展應(yīng)急搶險工作。結(jié)語本文所介紹的智慧燃氣系統(tǒng)通過新技術(shù)的應(yīng)用以及管理方式的改變，能夠使燃氣行業(yè)走向更加智慧、智能、高效的道路，是燃氣行業(yè)信息化重要應(yīng)用之一。本系統(tǒng)一方面極大方便了燃氣能源公司的管理，提高了工作效率，順應(yīng)了市場的需求，保障了人民日常生活質(zhì)量的安全；另一方面，“十三五”時期是我國物聯(lián)網(wǎng)加速進入跨界融合的時期，2015年國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意