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        試析城市燃?xì)夤芫W(wǎng)運行的智能化

        2016-12-27 19:31:00鄧巖
        中國高新技術(shù)企業(yè) 2016年32期
        關(guān)鍵詞:智能化

        摘要:在現(xiàn)代化的城市中,燃?xì)饫寐史浅8撸鞣N地下燃?xì)夤芫W(wǎng)密布,給燃?xì)鈫挝蝗粘>S護管理工作帶來諸多不便,再加上城市燃?xì)饫寐什桓?,?jīng)常會出現(xiàn)供應(yīng)量不足的問題。在這些問題的困擾下,城市燃?xì)夤芫W(wǎng)運行智能化體系應(yīng)運而生。文章對城市燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化運行體系進行研究,分析了其在發(fā)展過程中存在的問題,并給出了解決方案。

        關(guān)鍵詞:城市燃?xì)夤芫W(wǎng);運行體系;智能化;燃?xì)饫茫蝗細(xì)夤?yīng) 文獻標(biāo)識碼:A

        中圖分類號:TU996 文章編號:1009-2374(2016)32-0028-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.013

        城市燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化是指運用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),結(jié)合多種數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng),對燃?xì)夤艿肋M行實時監(jiān)管,及時獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息的運行管理方式。城市燃?xì)夤芫W(wǎng)運行智能化建立方式是將各種數(shù)據(jù)分析感應(yīng)芯片植入燃?xì)夤芫W(wǎng),通過感應(yīng)芯片采集相關(guān)數(shù)據(jù),然后通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各種數(shù)據(jù)傳送給燃?xì)夤芫W(wǎng)操控人員,以此來實現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)實時監(jiān)控、集成、智能調(diào)度分析等功能,達到強化管理的目的。同時,燃?xì)夤芫W(wǎng)還能通過使用紅外線感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感器設(shè)備,對燃?xì)夤苓M行網(wǎng)絡(luò)化跟蹤、監(jiān)控、管理,進而促進物聯(lián)網(wǎng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

        1 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化體系研究

        燃?xì)夤芫W(wǎng)運行智能化對科學(xué)技術(shù)的綜合運用提出了較高的要求,它是由多種數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建而成的智能化運行體系??偟膩碚f,城市燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化需要通過多種系統(tǒng)組合而成,如陰極保護監(jiān)控系統(tǒng)、運行管理控制系統(tǒng)、設(shè)備EAM系統(tǒng)、生產(chǎn)工作系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng),如圖1所示:

        隨著燃?xì)赓Y源的有效開發(fā)利用,它在社會生活生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍越來越廣。燃?xì)庖呀?jīng)成為我國重要的基礎(chǔ)資源,與各行業(yè)都密不可分。在城市化進程不斷加快的今天,燃?xì)夤芫W(wǎng)也隨著城市化的腳步不斷在各個地方羅列開來,為城市發(fā)展提供必要的資源。但是燃?xì)饫贸潭仍龈?,各種問題也不斷出現(xiàn)。首先,地下燃?xì)夤芫W(wǎng)也越來越密集,各種復(fù)雜難辨的燃?xì)夤艿澜豢椩谝黄?,出現(xiàn)問題難以排查;其次,各種燃?xì)庠O(shè)備操作繁瑣、導(dǎo)致工作效率低下;最后,燃?xì)夤?yīng)量不均衡,人工難以及時根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進行調(diào)度。燃?xì)夤芾韱挝幻鎸θ找纨嬰s的數(shù)據(jù)信息,難以進行及時有效的分析處理,無法滿足城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的運行需求。在這種情況下,基于GIS/PDA的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化運行系統(tǒng)應(yīng)運而生。

        城市燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化系統(tǒng)應(yīng)用了先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),它將各種數(shù)據(jù)分析、檢測系統(tǒng)整合在一起,形成了集成管理平臺,以此來為燃?xì)夤芾韱挝惶峁┓奖恪?/p>

        智能燃?xì)夤芫W(wǎng)所包括的內(nèi)容非常廣泛,具體包括業(yè)務(wù)領(lǐng)域、技術(shù)范疇、體系特征等方面。業(yè)務(wù)領(lǐng)域包括燃?xì)鈫挝坏娜粘Ia(chǎn)管理等內(nèi)容,對燃?xì)夤芫W(wǎng)進行監(jiān)控、智能調(diào)度,同時包括設(shè)備的檢修維護、管理等。在技術(shù)方面,燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化系統(tǒng)將各種現(xiàn)代化技術(shù)和設(shè)備整合在一起,利用了先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和IT軟件技術(shù)。為查詢管網(wǎng)數(shù)據(jù)信息提供了多平臺多終端的方式,管理人員可以通過各種途徑和方式進行管理工作。

        2 GIS智能系統(tǒng)基本功能與其技術(shù)應(yīng)用

        GIS是燃?xì)夤芫W(wǎng)的智能化系統(tǒng),它擁有眾多的功能。以其基本功能為例進行介紹:在圖形操作方面,它能夠?qū)D形進行縮放平移,并且設(shè)置圖層顯示比例。在業(yè)務(wù)方面,它能夠?qū)⑷細(xì)鈫挝还芾韰^(qū)域的定位及參數(shù)完整地顯示出來,以便相關(guān)人員對管線進行查詢統(tǒng)計。在GPS追蹤管理方面,它能夠?qū)o線通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)等整合在一起,通過技術(shù)平臺實時獲取相關(guān)人員及設(shè)施位置信息,進行智能化調(diào)度。在決策方面,它能夠綜合各種數(shù)據(jù),利用多平臺進行運算設(shè)計,制定出最優(yōu)化的方案。同時,在預(yù)設(shè)方案受阻時,它還可以結(jié)合實際情況迅速制動出另一套優(yōu)化方案。此外,GIS系統(tǒng)還具有其他智能化的功能。南京某燃?xì)夤竟芫W(wǎng)出現(xiàn)故障,GIS管網(wǎng)智能系統(tǒng)在搶修過程中發(fā)揮了巨大的作用。具體體現(xiàn)在,事故發(fā)生時,管線上的栓點卡在第一時間內(nèi)將事發(fā)點傳回GIS系統(tǒng)。GIS系統(tǒng)通過通信技術(shù)與定位技術(shù)獲取巡檢人員和各檢修車輛的位置信息進行數(shù)據(jù)處理,然后根據(jù)他們的位置信息及時發(fā)出調(diào)度指令,使事發(fā)點附近的搶修人員能及時趕到搶修現(xiàn)場。搶修人員參照栓點卡傳回的信息尋找壓埋點,迅速展開搶修工作。在搶修過程中,工作人員發(fā)現(xiàn)某個閥門無法關(guān)閉,GIS系統(tǒng)立即進行數(shù)據(jù)分析為其提供了另一套優(yōu)化方案,科學(xué)高效,極大地縮減了搶修時間,降低了搶修難度。

        3 燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化中存在的問題

        第一,燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化水平總體不高,在我國大多數(shù)地方并沒有全面推廣。具體是因為大部分燃?xì)鈫挝灰?guī)模比較小,單位對燃?xì)夤芫W(wǎng)的投資力度還不夠大,因而單位企業(yè)中沒有固定的實驗研究室,因而各項技術(shù)相對落后,難以配備高技術(shù)要求的現(xiàn)代化運行管理系統(tǒng)。小規(guī)模的燃?xì)鈫挝徊痪邆渫晟频膭?chuàng)新體系,沒有形成燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化的運營模式。

        第二,由于單位企業(yè)不注重管道的發(fā)展建設(shè),相關(guān)工作人員的工作是負(fù)責(zé)企業(yè)管道的正常運轉(zhuǎn),至于管道的合理建設(shè)與改進工作,他們不會去留意。并且與管道有關(guān)的工作人員學(xué)歷普遍比較低,只有基礎(chǔ)知識,因而在工作中無法提出改進管道建設(shè)的方案,再加上管道整體在數(shù)字化方面與安全生產(chǎn)模型等方面沒有進行完善,計算機進行數(shù)據(jù)分析時沒有參照可依,技術(shù)參數(shù)較為單一,系統(tǒng)無法進行有效的控制。

        第三,燃?xì)夤芫W(wǎng)自動化控制程度不夠高,無法對設(shè)備進行高自動化的調(diào)控。比如:在對管道規(guī)劃建設(shè)、運營調(diào)度、完整性管理方面以及應(yīng)急搶險等工作的自動化設(shè)備還不夠,再加上管道智能化建設(shè)難以在短期內(nèi)獲得很高的經(jīng)濟效益,因而在推廣發(fā)展方面沒有一定的說服力。

        第四,部分燃?xì)鈫挝坏腃CADA、GIS等系統(tǒng)存在技術(shù)缺陷。具體表現(xiàn)為平臺數(shù)據(jù)不夠完整、圖檔數(shù)據(jù)與官網(wǎng)數(shù)據(jù)不相符、訪問數(shù)據(jù)不便捷等,這些問題嚴(yán)重制約了燃?xì)夤芫W(wǎng)運行智能化進程。

        4 智能化解決方案

        4.1 與技術(shù)層面有關(guān)的解決方案

        在數(shù)據(jù)采集方面的智能化方案。數(shù)據(jù)采集主要包括輸配管網(wǎng)與氣源、用戶、外界連接等方面的數(shù)據(jù)信息,要加強各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備與接收終端的檢查維修,保證其性能正常。制定數(shù)據(jù)采集智能方案、信息傳輸智能方案、數(shù)據(jù)中心智能方案。充分實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、儲存以及共享智能化。確保計算機在進行數(shù)據(jù)分析時有可靠的數(shù)據(jù)作為參照,同時要加強系統(tǒng)更新,彌補系統(tǒng)缺陷,及時更新過期數(shù)據(jù),保證數(shù)據(jù)庫信息準(zhǔn)確、完整、統(tǒng)一。

        4.2 與執(zhí)行層面和決策層面有關(guān)的解決方案

        4.2.1 關(guān)于各方面解決方案的概述。在管網(wǎng)建設(shè)中,主要對象包括氣源、管網(wǎng)、用戶等,根據(jù)智能化建設(shè)的目的、智能化數(shù)據(jù)類型以及優(yōu)化目標(biāo)實現(xiàn)目標(biāo)的步驟等,都需要一定的解決方案。

        第一,氣源智能化建設(shè)方案。建設(shè)氣源智能化的目的是為了給城市的供氣提供安全保障,并且采用智能化供氣,能夠減少大部分的人力資源,從而能夠降低成本。建設(shè)智能化的氣源,能夠根據(jù)現(xiàn)有的氣源信息分析未來氣源的相關(guān)數(shù)據(jù),并通過計算機能夠準(zhǔn)確計算出相關(guān)的經(jīng)濟效益。此外,通過智能化建設(shè)還能夠根據(jù)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)進行優(yōu)化氣源的建設(shè)方案。

        第二,管網(wǎng)智能化方案建設(shè)。建設(shè)智能化管網(wǎng)的目的是為了在供氣充足的情況下減少管網(wǎng)的建設(shè)投入,從而降低管網(wǎng)的成本投入。工作人員可以利用管網(wǎng)智能化技術(shù)操作,將供氣的負(fù)荷、管網(wǎng)約束條件等相關(guān)數(shù)據(jù)提供給計算機,通過計算機的計算,就能夠快速得出管網(wǎng)的優(yōu)化方案。

        第三,用戶智能化方案。用戶智能化的目的是為了在給用戶供氣的過程中,能夠通過智能化控制操作實現(xiàn)用戶安全、節(jié)能、環(huán)保、低成本的用氣方式。主要為了確保燃?xì)饽軌蚱椒€(wěn)輸送,能夠在燃?xì)夤?yīng)充足的情況下自動控制燃?xì)夤?yīng)量,在燃?xì)鉁p緩的情況下通過智能設(shè)備及時反映情況,從而確保用戶用氣連貫性,從而減少燃?xì)赓Y源浪費。

        4.2.2 對于不同的方案,他們的操作也不盡相同。比如:對于氣源智能化方案而言,氣源配置能夠改變管網(wǎng)運行的動態(tài)模擬形式,在氣源智能化方案建設(shè)中,需要根據(jù)調(diào)配目標(biāo)的自動化制定相關(guān)合理的調(diào)配方案。對于網(wǎng)管智能化方案而言,首先要對各種情景的管網(wǎng)運行動態(tài)模式進行準(zhǔn)確的預(yù)測,根據(jù)預(yù)測的結(jié)果進行調(diào)整方案,最后一起執(zhí)行。對用戶智能化方案的執(zhí)行也同樣如此,只是在執(zhí)行用戶智能化方案的過程中,還需要考慮技術(shù)性、安全性和經(jīng)濟性,在結(jié)合用戶要求的情況下進行整合調(diào)節(jié),最后確保用戶智能化建設(shè)的安全性可靠性。

        4.2.3 在網(wǎng)管智能化建設(shè)過程中,為了確保整體智能化建設(shè)的安全性,還要安裝應(yīng)急搶險系統(tǒng),包括監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)和應(yīng)急恢復(fù)系統(tǒng),進一步讓智能化建設(shè)為人們的生活提供方便的服務(wù)。

        5 結(jié)語

        城市燃?xì)夤艿肋\行智能化建設(shè)將對城市居民的生活產(chǎn)生非常大的影響,本文主要從氣源智能化建設(shè)、網(wǎng)管智能化建設(shè)和用戶智能化建設(shè)三大方面著手,包括智能化方案的分析概述和方案操作的補充說明,進而確保城市燃?xì)夤艿肋\行智能化建設(shè)的安全性、技術(shù)性和便捷性。筆者希望更多的專業(yè)人士能投入到該課題研究中,針對文中存在的不足,提出指正建議,為完善我國燃?xì)夤芫W(wǎng)運行智能化做出貢獻。

        參考文獻

        [1] 艾亮.城市燃?xì)夤芫W(wǎng)運行的智能化研究[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,(3).

        [2] 馬新濤.基于GIS的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化風(fēng)險管理研究[D].河北工程大學(xué),2012.

        [3] 馬季林.基于GIS平臺的智能化燃?xì)庹{(diào)度系統(tǒng)研究[J].城市,2013,(4).

        [4] 黃祖林,王業(yè)深.燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化綜合調(diào)度系統(tǒng)集成研究[J].價值工程,2014,(29).

        [5] 艾亮.城市燃?xì)夤芫W(wǎng)運行的智能化研究[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,(3).

        作者簡介:鄧巖,男,山西平遙人,太原天然氣有限公司工程師,研究方向:燃?xì)廨斉浒踩芾怼⑷細(xì)夤芫W(wǎng)智能巡檢與檢測定位技術(shù)。

        (責(zé)任編輯:蔣建華)

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