智慧燃气综合管理平台的探讨

智慧燃气是燃气企业提高信息化管理水平、提升安全供气安全用气、提高工作效率、增强企业与客户的互动、提高经济效益的重要途径。本文对智慧燃气综合管理平台进行了探讨，该平台解决了燃气企业信息化建设中的信息孤岛、数据“沉睡”问题，实现了数据共享、智能挖掘、联动控制及业务创新。

智慧燃气是智慧城市功能提升的重要组成部分，为了探讨如何构建基于云计算的智慧燃气综合管理平台，紧密结合燃气企业运营业务流程，以一体化的管理方式，设计了智慧燃气的总体架构。分析表明，该平台解决了燃气企业信息化建设中的信息孤岛、数据“沉睡”问题，实现数据共享、智能挖掘、联动控制、业务创新，有效改善了用户体验、提高了管理效率、降低了运营成本。

一、燃气行业现状。

1、目前燃气行业存在不少的问题，主要有以下几个方面：

(1)燃气管网数据模型不规范，缺乏完善可靠的燃气管网数据模型以提供稳定高效的底层数据支持。

(2)大部分城市燃气管网数据资料管理方式分散、不系统，数据存储方式多样，部分城市“重建设轻管理”，造成燃气管网的数据不完整、不准确，对燃气管网设施状况掌握不全面。

(3)燃气SCADA监控与燃气管网集合度不高，相对独立，造成监控不够直观，无法统一调度。

(4)燃气巡检人工依赖性较大，缺少智能化巡检的引进，而且对巡检质量的监督不够，无法量化巡检员巡检过程的质量。

(5)巡检发现隐患，调度中心派单解决，施工完工结果反馈缺少流程性调度机制，设备的养护维修缺少智能化管理与调度。

2、随着国家城镇化的进程，城市人口越来越多，原有的地下管网管理手段已不能满足安全要求，对燃气管网进行实时、动态的监测预警迫在眉睫。

二、规划建设原则。

1、首要满足安全性的各项要求。管网系统的监测、控制及生产运营调度要能保证整个城市燃气输配系统的安全运行，对与输气系统安全相关的参数进行早期预报警和超限报警及自动联锁保护，预防发生安全事故。设备的开启、关停控制采用顺序控制，并加有逻辑锁，以防止人为误操作。设置故障事件记录分析系统，即在故障发生时，可自动记录打印或保存相关参数，进行故判断和事故追忆，以便事后进行事故回放重演和故障分析，吸取教训。所有设置的自控仪表设备均采用相应防爆等级的产品。控制系统为集散型，控制手段为调度中心集中遥控、场站监控室内远程控制以及设备就地手动控制的三级控制，可互相切换，确保安全。整个智慧管网应用系统的供电需配置不间断电源UPS，调度中心及各场站自控系统设置独立的供电系统或储蓄停电等应急备用电源。软件数据访问应设置不同安全区和安全级别，建立不同的安全功能区和不同的功能级别，形成不同的访问权限及操作权限，预防黑客或病毒侵入网络对计算机和系统进行破坏性操作，确保网络系统安全。

2、软硬件要具有开放性、普适性、兼容性、可扩展性，应符合开放的工业标准并提供标准接口和驱动程序，确保将来与第三方系统顺利的接口及功能的扩展。充分利用当前的大数据、云计算、物联网等技术，优化数据的实时处理和及时预警，确保安全隐患和风险及时可控。

3、满足先进性、适用性。系统应采用目前广泛应用的、成熟可靠、性能稳定的开发平台，全系统操作界面汉化，应用软件应符合国内的管理和操作模式。系统的配置应充分考虑升级及扩容能力(扩容能力不小于25%)。所选用产品都必须在国内有技术服务和备品配件支持，否则出现故障时难以更新更换。

4、经济性。系统设计不仅要一次性建设投资考虑，还考虑到投产后的日常运行和维护费用。设备、配件的选型应按照可靠性、先进性及经济性综合考虑，充分考虑统一性，以减少备品备件的存量，降低日后维护成本。如果配件厂家型号、规格太多，会增加存量成本。

5、建设目标

（1）建成分级、分布式的地下燃气管线及沿线地形及周边环境

信息数据库(包含GIS系统)；(2)为城市燃气管网建立具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的信息技术系统；(3)建立城市燃气管网静态基础数据和动态生产数据的采集、传送、管理服务中心、公共数据交换服务平台；(4)建立可靠的信息和及时更新的数据监测采集、多元化更新机制，实现燃气管网信息数据的动态管理；(5)建立城市燃气管网数据信息综合安全防护监测系统(包括燃气泄漏预警、日常巡检、管道检测、事故紧急维抢修等)；(6)建设城市燃气管网的专家智能分析及预警系统、管网优化系统；(7)建立齐全的信息更新和档案归档制度，可实现管网动态管理。

三、主要功能设计。

“互联网+”燃气综合调度管理平台采用云计算、物联网、大数据等先进技术，在横向上，打破传统业务功能子系统独立建设、独立运行的格局，实现多个异构系统的无缝融合。在纵向上，将过去仅仅从感知和操作层到调度指挥层的系统，扩展全公司的生产运营，再到区域中心，乃至整个集团公司。智慧燃气综合调度管理平台通过燃气企业的运营全流程中相关的各生产设备、在线仪表、自控系统之间的信息采集、传输，实现易接入、易互通、易开发、易部署。

（1）加强监管：输配各流程的运行数据的实时采集监控、设备控制、数据汇总、查询分析、在线实时调度，直观地了解整个网络的运行状态，有效地提高了整个系统的可维护性和数据的安全性。

（2）决策支持：通过数据分析，为决策网提供科学依据。

（3）优化配置：根据运营业务流程，通过数据分析、成本分析、用气量分析、设备分析等方面，作出有利于生产要素组合的优化配置。

（4）用气管理：通过数据分析，进行短期、中期用气量预测及用气计划管理，解决户因需求增长过快而供气不足的问题，解决因环境、季节等因素变化而引起的气源紧张问题，减少储气投入。

（5）数据挖掘：通过管网监测系统和管网模型检测出管网漏气、爆管情况，分析出受影响区域；通过管网流量统计及管网用户数据统计分析，从时间维度（年月日数据）、空间维度、用户行为及其它外在因素的比较，进行用气量异常分析、压力异常分析、温度异常分析、时段用气量分析、夜间最小流量分析、月用气量的对比分析、减少企业生产、管理成本，提高企业经济效益。

（6）智能调度：通过GIS系统、巡线系统、SCADA等应急关联系统的业务集成，实现应急调度方案自动生成，能从全局的高度了解事故情况、减少调度命令流转环节，能有效地保证居民生命财产安全。

（7）实时互动：用户利用互联网、移动互联网实现网上购气、网上缴费、查询实时用气情况；查询用气安全知识、停气通知、设备维修状态等信息；用户发现漏气等安全隐患及时发送报警信息。

（8）应急预案：通过设备监控系统、管网监控系统，实时监控重要设备设施的工作状态，根据设备工作状态及维修周期，制定维修预案，预防事故的发生。改变被动抢修的管理模式为主动预防的管理模式。

（9）扩展应用：平台可以实现用气信息实时获取、国家相关政策推送、用户问题的便捷反馈、支付方式多样化、用户用气行为分析和建议等。

我国天然气市场已步入快速发展期，城市燃气行业也进入了发展的黄金时期。城市燃气普及率逐年提高，天然气使用范围扩展到发电、工业以及供暖、空调和汽车燃料等。然而，基于燃气集团的运营成本与可持续发展考虑，单一的燃气行业应用系统的开发造成了极大的资源浪费，并且逐渐形成了独自的信息孤岛，所以，建立一套完善、高效且可持续的燃气管网运营服务云，可以有效解决这种现状。

作者：王春芝