李 萌，張豪遠，楊寶蘭

(廈門精圖信息技術(shù)股份有限公司，福建廈門361008)

一、建設(shè)背景

燃氣行業(yè)和廣大百姓日常生活、工礦企業(yè)的生產(chǎn)息息相關(guān)，燃氣管道和相關(guān)設(shè)備是保障城市正常運行的基礎(chǔ)設(shè)施。如何保證供氣業(yè)務的正常開展是燃氣管理的重要任務，對燃氣管線及其設(shè)備的管理是城市管理的一項重要日常工作。

隨著利用區(qū)域及規(guī)模的逐年遞增，其供應保障同市民的吃、住、行關(guān)系日益密切，天然氣也將逐漸成為繼燃油后，城市第二大命脈能源，因此對城市天然氣的運行、調(diào)度、安全、應急管理，急需與時俱進，基于現(xiàn)代科技手段建立起城市燃氣數(shù)字化綜合管理平臺，有助于提升政府對城市天然氣供應建設(shè)、運行的監(jiān)控能力和技術(shù)水平，提高有效預防和應對各類突發(fā)事件的能力，以符合天然氣利用發(fā)展需要，降低燃氣設(shè)施受到意外損害風險，減少突發(fā)事件發(fā)生幾率，為城市經(jīng)濟、社會發(fā)展保駕護航。

二、建設(shè)目標

燃氣數(shù)字化綜合管理平臺的建設(shè)，基于SOA架構(gòu)(面向服務架構(gòu))，以地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ)，充分復用現(xiàn)有網(wǎng)絡、硬件、軟件、數(shù)據(jù)資源，建立燃氣管線信息管理和共享標準規(guī)范體系，整合城市的燃氣管線信息，建立權(quán)威、統(tǒng)一的多源、多尺度且更新及時的燃氣綜合數(shù)據(jù)庫;構(gòu)建科學、規(guī)范的燃氣信息管理與共享服務的技術(shù)體系。在保障燃氣設(shè)施信息保密的基礎(chǔ)上，滿足城市燃氣行業(yè)規(guī)劃、建設(shè)、管理和共享的迫切需求，實現(xiàn)信息資源的整合與共享能力的有效提升，以及可持續(xù)性的維護與更新。

1.建設(shè)服務型、創(chuàng)新型燃氣行業(yè)管理新模式

充分利用地理信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡等先進技術(shù)，為政府、企業(yè)和公眾服務，打造科學、嚴謹、精細和長效管理的服務型、創(chuàng)新型燃氣行業(yè)的管理新模式。

2.實現(xiàn)監(jiān)、控、管、應急、辦公一體化

實現(xiàn)燃氣在“常態(tài)”下全面有效地監(jiān)測、監(jiān)控、監(jiān)管和“非常態(tài)”下應急指揮的科學決策、迅速處置。實現(xiàn)“辦公管理自動化、任務信息多元化、通信手段多樣化、終端采集智能化、燃氣管理實時化、燃氣管理可視化、燃氣管理安全化，輔助決策科學化、應急指揮迅速化、事故處理實時化”。

三、建設(shè)內(nèi)容

燃氣數(shù)字化綜合管理平臺的建設(shè)，以燃氣管線信息管理和共享為主，提供“一站式”的燃氣管線信息綜合管理，并可為其他政府部門提供具有較高精度和時效性的共享服務。具體包括以下幾方面的內(nèi)容。

1)燃氣管線標準規(guī)范體系制定:為了保障燃氣綜合數(shù)據(jù)庫的標準統(tǒng)一，安全高效運行，及時維護更新，建立長效機制，需要制定一套統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準規(guī)范體系，實現(xiàn)對不同來源數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的標準進行管理與共享。

2)燃氣綜合數(shù)據(jù)庫建設(shè):燃氣數(shù)字化綜合管理平臺建設(shè)過程中，需要同步建設(shè)燃氣綜合數(shù)據(jù)庫，對全市的燃氣管線數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，同時也為數(shù)據(jù)的共享服務與應用提供支持。

3)燃氣數(shù)字化綜合管理平臺建設(shè):在燃氣綜合數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，構(gòu)建科學、規(guī)范的燃氣信息管理與共享服務的燃氣數(shù)字化綜合管理平臺，除了提供對燃氣管線信息瀏覽、定位、分析和管理的基本管理外，還提供對外共享的功能服務、數(shù)據(jù)服務和二次開發(fā)接口等。

4)應用系統(tǒng)建設(shè):在燃氣數(shù)字化綜合管理平臺的基礎(chǔ)上，搭建天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)、氣源預警預報系統(tǒng)、現(xiàn)場安全監(jiān)控系統(tǒng)、燃氣事故應急管理系統(tǒng)等應用系統(tǒng)。

5)軟硬件支撐環(huán)境建設(shè):建設(shè)平臺運行的軟硬件支撐環(huán)境，保證平臺各項功能的正常使用，為了保障數(shù)據(jù)的保密和安全。

四、應用系統(tǒng)

1.天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)

天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))依靠計算機技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)實現(xiàn)遠程對天然氣門站、高中壓調(diào)壓站等進行監(jiān)控、調(diào)度和管理，保證燃氣管網(wǎng)安全、可靠、平穩(wěn)、高效、經(jīng)濟地運行。

天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)可以遠程采集管網(wǎng)運行的壓力、溫度、流量、泄露等數(shù)據(jù)以及監(jiān)視設(shè)備運行狀態(tài)，并對采集數(shù)據(jù)進行存儲、分析、統(tǒng)計和處理，實現(xiàn)遠程監(jiān)控管道全線的監(jiān)控、調(diào)度、管理的任務。

2.氣源預警預報系統(tǒng)

(1)氣源實時顯示

系統(tǒng)讀取天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)的氣源數(shù)據(jù)，實時掌握氣源的信息，實時了解各個氣源的壓力、儲備、消耗和剩余情況，以便對氣源的使用進行監(jiān)控。應用管網(wǎng)平差原理模擬管網(wǎng)運行狀態(tài)，進行供氣狀況分析，顯示管網(wǎng)動態(tài)運行數(shù)據(jù)。

(2)監(jiān)測場站顯示及展現(xiàn)

系統(tǒng)提供監(jiān)測場站列表，選定具體場站，可以在電子地圖進行定位顯示，并決定其是否開始監(jiān)測以及展現(xiàn)在地圖中。

(3)氣源預警分析

系統(tǒng)提供管網(wǎng)運行的負荷分析，如果運行過程中出現(xiàn)的問題，系統(tǒng)可以及時報警。通過設(shè)定管網(wǎng)負荷的預警值，當超出預警條件，進行預警分析。

每條報警信息包含報警站點、報警發(fā)生時間、報警參數(shù)及當前值等內(nèi)容，提供相應信息供調(diào)度員通知維修部門處置，提高維護效率，保證運行安全。

(4)歷史預警查詢

系統(tǒng)可以對過去的報警按站點或按時間進行查詢，并記錄報警的處理人和處理時間。

3.現(xiàn)場安全監(jiān)控系統(tǒng)

(1)前端監(jiān)控設(shè)備部署

在門站、調(diào)壓站、加氣母站、加氣站等重要節(jié)點部署視頻監(jiān)控設(shè)備，建立現(xiàn)場安全監(jiān)控系統(tǒng)，提高天然氣管網(wǎng)管理的可視化程度，便于燃氣辦實時了解現(xiàn)場動態(tài)，進行管理決策。彌補天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)的不足，為管網(wǎng)的安全運行，提供現(xiàn)代化的監(jiān)視手段。通過無線通信網(wǎng)絡將視頻監(jiān)視圖像信息發(fā)送給監(jiān)控中心，也可接收監(jiān)控中心發(fā)來的控制指令，遠程控制現(xiàn)場攝像機和云臺。

(2)構(gòu)建監(jiān)控中心

在燃氣指揮大廳構(gòu)建監(jiān)控中心，實現(xiàn)遠程視頻實時監(jiān)控?，F(xiàn)場安全監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號，統(tǒng)一接入監(jiān)控中心。系統(tǒng)將提供基于位置的監(jiān)控、監(jiān)控設(shè)備管理、視頻存儲管理、圖像服務管理與配置等功能。

4.燃氣事故應急管理系統(tǒng)

系統(tǒng)提供應急預案生成、應急預案查詢、應急指揮調(diào)度、爆管分析、爆管關(guān)閥查詢等技術(shù)手段，實現(xiàn)事故發(fā)生的預案管理、應急處置、應急演練和應急集成管理，為應急指揮提供決策依據(jù)。

(1)應急預案生成

系統(tǒng)管理員根據(jù)當前系統(tǒng)事故分析的結(jié)果，通過系統(tǒng)的功能可以生成事故的應急預案，應急預案主要包含了預案名、文號、頒發(fā)日期、頒發(fā)單位、編制背景、編制目的、具體方案等內(nèi)容。預案生成后，可以進行打印輸出，交提給上級部門審批。

(2)應急預案查詢

系統(tǒng)提供了預案的查詢功能，可以在預案庫中查詢調(diào)入預案，再進行編制處理。

(3)應急指揮調(diào)度

在完成了預案的審批后，系統(tǒng)管理員可以根據(jù)當前的事故情況，生成應急調(diào)度任務單，以及相關(guān)事故處理過程中所需的綜合圖和報表信息，并可以跟蹤記錄應急任務的進展情況;系統(tǒng)還提供了對應急調(diào)度任務單及事故處理日志的查詢功能，以便事故后對處理情況的查詢。

(4)爆管分析

根據(jù)事故發(fā)生的地點和管線分布情況，迅速確定受涉及的區(qū)域。通過用戶選擇的管線位置，進行爆管分析操作，顯示爆管后應關(guān)閉的閥門、地理位置和閥門的屬性信息地圖定位等。

(5)爆管關(guān)閥查詢

本系統(tǒng)可以根據(jù)時間、標題、地點、責任單位、級別和類型進行查詢，搜索到爆管關(guān)閥的信息，然后在地圖上對需要關(guān)閉的閥門進行分析，若第一級別閥門關(guān)閉不能滿足需求，可以進行二次分析，即第二級別閥門的關(guān)閉。

五、數(shù)據(jù)庫建設(shè)

數(shù)據(jù)是應用的基礎(chǔ)，燃氣數(shù)字化綜合管理平臺建設(shè)核心是數(shù)據(jù)，概括為“十二分數(shù)據(jù)、七分管理、三分技術(shù)”。燃氣管線地理數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)的全面、準確與否，在一定程度上決定了燃氣數(shù)字化綜合管理平臺建設(shè)的成敗。

1.數(shù)據(jù)庫建設(shè)思路

燃氣數(shù)字化綜合管理平臺建設(shè)應首先以數(shù)據(jù)為重點，充分復用現(xiàn)有燃氣管線數(shù)據(jù)資源，以及城市基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)資源，將基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)與業(yè)務專題屬性數(shù)據(jù)結(jié)合，將常態(tài)數(shù)據(jù)(燃氣管線專題數(shù)據(jù))與非常態(tài)數(shù)據(jù)(視頻圖像數(shù)據(jù))結(jié)合，將歷史數(shù)據(jù)與現(xiàn)勢數(shù)據(jù)相結(jié)合，建立全面、精確的燃氣綜合數(shù)據(jù)庫。

燃氣管線空間信息數(shù)據(jù)是否全面、完整、準確、及時，將直接關(guān)系到項目的實施。因此，應首先以數(shù)據(jù)為重點，嚴格進行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，將此思路貫穿到數(shù)據(jù)處理、入庫、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、應用系統(tǒng)開發(fā)、數(shù)據(jù)更新和分發(fā)等項目建設(shè)的每一個環(huán)節(jié)。

2.數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

燃氣綜合數(shù)據(jù)庫主要由燃氣基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、燃氣業(yè)務數(shù)據(jù)庫、燃氣空間數(shù)據(jù)庫和燃氣共享數(shù)據(jù)庫組成。其中，燃氣基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)作為整個數(shù)據(jù)庫的背景地圖及空間定位框架，與燃氣管線數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，以圖層疊加的方式，形成一張統(tǒng)一坐標的電子地圖，在詳細的電子地理底圖上，加載了燃氣設(shè)施、監(jiān)控設(shè)備等信息內(nèi)容，實現(xiàn)在電子地圖上標注與定位。

3.數(shù)據(jù)庫建設(shè)內(nèi)容

燃氣綜合數(shù)據(jù)庫包括:燃氣基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、燃氣業(yè)務數(shù)據(jù)庫、燃氣空間數(shù)據(jù)庫和燃氣共享數(shù)據(jù)庫。

(1)燃氣基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫

燃氣基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，需充分復用現(xiàn)有的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，加工整理成燃氣管線所需的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。

將基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)按國家分層標準進行，涉及面狀要素的應能封閉表示并填充顏色等，加工處理成適合于GIS應用的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫，且具有定期進行地理空間數(shù)據(jù)更新功能，能與其他地理信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，及時共享其最新的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。

(2)燃氣業(yè)務數(shù)據(jù)庫

在應用系統(tǒng)建設(shè)過程中將形成燃氣業(yè)務數(shù)據(jù)庫。具體可包括安全監(jiān)控子庫、燃氣事故子庫、燃氣設(shè)施子庫等業(yè)務庫。天然氣經(jīng)營企業(yè)的定期數(shù)據(jù)報送，將作為燃氣業(yè)務數(shù)據(jù)的部分來源。

(3)燃氣空間數(shù)據(jù)庫

燃氣空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，包括以下兩個數(shù)據(jù)來源。

①現(xiàn)有數(shù)據(jù)的整合

在燃氣基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫和燃氣業(yè)務數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，經(jīng)過空間匹配、處理形成。

②管線數(shù)據(jù)的采集

在燃氣基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫和燃氣業(yè)務數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，經(jīng)過空間匹配、處理形成燃氣空間數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)內(nèi)容包括燃氣管線、燃氣事故發(fā)生地、監(jiān)控點等空間和屬性信息。

(4)燃氣共享數(shù)據(jù)庫

在燃氣空間數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，經(jīng)過提取、處理與整合形成燃氣共享數(shù)據(jù)庫。燃氣共享數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)資源，將通過燃氣數(shù)字化綜合管理平臺的數(shù)據(jù)服務功能，進行提供。同時，建立共享資源的目錄。

4.數(shù)據(jù)實時更新機制

完善的數(shù)據(jù)更新機制，需要技術(shù)因素和非技術(shù)因素的結(jié)合?？臻g數(shù)據(jù)的更新除了提供有效的技術(shù)手段，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和更新工具實現(xiàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性，還需要通過管理手段，將空間數(shù)據(jù)的建設(shè)和數(shù)據(jù)的更新過程進行整理和規(guī)范，將數(shù)據(jù)更新日?；⒘鞒袒?。通過信息化建設(shè)，形成規(guī)范化的管理和建設(shè)流程，在日常工作中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的更新和建設(shè)。根據(jù)空間數(shù)據(jù)的不同類型、不同來源和不同的管理方式，系統(tǒng)提供了相應的數(shù)據(jù)更新的手段。

只有從管理機制上較大程度地保證數(shù)據(jù)更新與實際變化情況的一致性，定期獲取更新數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)加工的質(zhì)量，才能保證數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢性。數(shù)據(jù)更新的最大問題是數(shù)據(jù)的一致性和安全性問題，因此在數(shù)據(jù)更新方面必須建立良好的安全機制，必須保證:

1)權(quán)限控制機制(用戶只能更新某個區(qū)域、某個圖層)。

2)更新審查機制(更新信息必須經(jīng)過復核)。

3)更新檢查機制(數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對更新信息進行自動檢查)。

4)版本管理機制(對重要數(shù)據(jù)的更新必須提供不同的版本備份)。

六、建設(shè)意義

1.提升燃氣行業(yè)整體水平

燃氣數(shù)字化綜合管理平臺的使用，可以使管理者全面了解城市燃氣行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，從整體上對城市燃氣行業(yè)的發(fā)展進行規(guī)劃與管理，促進行業(yè)整體水平的提升。

2.實現(xiàn)燃氣信息互聯(lián)互通及共享

通過建立燃氣數(shù)字化綜合管理平臺，可以對城市燃氣管線數(shù)據(jù)進行集中存儲和應用，進而實現(xiàn)燃氣管線數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和集成應用，有效提高信息共享利用程度，打破“信息孤島”。

3.滿足城市燃氣應急保障

依托城市現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，對全市燃氣管網(wǎng)進行數(shù)字化空間定位、實時更新和動態(tài)管理，實時掌握燃氣管線、門站、調(diào)壓站和加氣站等危險源和危險區(qū)域的狀況，為燃氣氣源管理、危險預警和應急處理提供支撐，建設(shè)滿足燃氣管理部門日常業(yè)務管理的信息化、網(wǎng)絡化、流程化，以及燃氣管線數(shù)據(jù)共享應用的燃氣數(shù)字化綜合管理平臺，滿足政府調(diào)度、監(jiān)控管理及城市燃氣應急保障需要，全面提升燃氣行業(yè)管理和共享能力和水平。

4.提供城市基礎(chǔ)保障和服務

掌握全面的燃氣管線空間分布信息，使得燃氣數(shù)據(jù)更全、更準、屬性更多，為城市燃氣管理提供基礎(chǔ)性的保障和服務作用。

5.完善城市信息化水平

進一步完善城市信息化管理水平，從整體上提高城市形象，為百姓提供安全穩(wěn)定的城市環(huán)境，為城市經(jīng)濟發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)條件。

略)