燃氣管網應急搶險安全保障信息系統研究與應用

□文/周琳生

燃氣管網應急搶險安全保障信息系統研究與應用

□文/周琳生

隨著天然氣供應量的不斷增加，確保安全穩定供氣、快速應急搶險、保障公共安全是各項工作的重中之重。通過研究建立燃氣管網應急搶險安全保障信息系統，進行信息共享研究，實現了多個系統數據、信息共享，提高了調度指揮和燃氣搶險隊伍的快速反應能力，提升了燃氣管網運行、調度指揮、應急搶險等工作的科技含量和綜合技術水平。文章對這一系統加以論述。

燃氣管網；安全保障；應急搶險；信息系統

隨著氣源和供氣規模的擴大，天然氣作為綠色能源已經成為國民經濟發展的支柱。城市燃氣作為重要的城市基礎設施，關系到國計民生，對改善城市生活環境、促進城市可持續發展起到了積極地推動作用。截至2010年底，天津市天然氣管網總長度達到8445km，其中高壓管道913km，中壓管道1337km，低壓庭院管道6195km，天然氣用戶超過210萬戶，供氣量13億m3/a。隨著天然氣供應量的不斷增加，確保安全穩定供氣、快速應急搶險、保障公共安全是各項工作的重中之重。燃氣管網應急搶險安全保障信息系統的研究就是針對燃氣管網及各類用戶不斷增加，對燃氣安全穩定供應及應急搶險工作提出了更高要求這一挑戰，為確保天津市安全穩定供氣，為管網安全運行提供科學依據而進行的。

1 系統主要構成

燃氣管網應急搶險安全保障信息系統研究是基于燃氣管網地理信息系統、燃氣調度管理系統基礎之上，建立燃氣搶修GPS定位管理系統并將系統資源進行整合。該研究是對計算機技術、無線通訊、軟件開發，硬件集成與網絡技術在燃氣行業的綜合應用研究，涉及了信息科學領域的GPS衛星定位技術、RTK差分厘米級精確定位技術、GPRS網絡通信技術、影像傳輸技術等多項應用技術。系統主要由4大系統構成，即：燃氣管網地理信息系統（GIS）、燃氣搶險車GPS定位管理系統、燃氣調度管理系統和大型工商戶計量遠傳系統。

2 系統特點及功能

2.1 燃氣管網地理信息系統（GIS）

天津市燃氣管網地理信息系統的研究建設的目的是針對燃氣行業管網運行管理實際需要，為提高管網管理水平及管網搶修快速反應能力，提高管網市政配合工程管理水平，提高管網運行的安全性、穩定性，為管網的更新改造、重點監護提供決策依據。

在國內首次采用1∶500地形圖作為系統底圖，真實反映管網實際走向和位置，提高了標注、查詢的準確性。系統平臺對海量數據處理能力強，在海量數據的支持下，該系統具有管網設備管理、巡線管理、搶修決策管理、管網隱患預測、報警、舊管網改造、管網查詢、統計、分析、輔助決策等15項功能。開發了多種數據接口，可以和SCADA調度系統、GPS搶修指揮系統等鏈接。

2.2 燃氣搶修車GPS定位管理系統

系統主要采用GPS定位技術、載波相位差分技術，對移動的燃氣搶修車進行實時定位，利用無線數據通信網絡進行實時數據傳輸，以電子地圖和空間影像圖為支撐平臺，具備實時監控、定位跟蹤、精確定位、指揮調度和信息查詢管理一體化功能。系統容量大、實時性強、運行穩定可靠，可以有效地對移動的燃氣搶修車輛進行定位、監控和指揮調度并為搶險車指揮車提供現場指揮、信息查詢、故障點精確定位、故障處理、快速搶險提供技術支持。系統隨時可獲取車輛的位置信息，快速處理報警和異常突發事件,為燃氣管網的安全運行提供了可靠的保障。

2.3 燃氣調度SCADA系統

系統主要包括生產調度及調度管理系統。

1）生產調度系統

生產調度系統實現對陜氣等4大氣源場站、津沽高壓球罐樞紐場站、高調站、中低壓調壓站、100多個大型工商戶流量數據遠程監測站等進行實時數據采集和監控，及時掌握各氣源供氣量、各集輸站儲氣量、大用戶用氣量、調壓站運行情況、管網各節點的壓力平衡情況等信息，以此科學地指導日常生產調度。主要功能包括：

（1）實時數據顯示；

（2）罐站、調壓站、集輸站、配氣站、混氣站、計量站點工藝圖、相關運行參數顯示；

（3）高、中、低壓管網圖顯示；

（4）直觀圖、趨勢圖、報警顯示；

（5）大型工商戶流量計量數據顯示；

（6）無人值守調壓站監控功能。

2）調度管理系統

調度中心對遠程站采集到的實時參數數據，按照不同類型、名稱、屬性、時序等特征分類進入數據庫，通過管理系統實現對數據的查詢、統計、分析及報表生成。主要功能包括：

（1）數據統計分析；

（2）報表管理；

（3）網絡發布權限管理；

（4）日志管理及調度令管理。

2.4 大型工商戶流量數據遠程監測管理系統

該系統對燃氣集團大型工商戶及貿易計量結算點的流量、壓力、溫度等運行參數進行實時采集，將采集到的數據信息通過無線通信GPRS快速、準確傳輸到上位流量數據遠程監測管理系統，實現了對大型工商戶、貿易結算點、內部考核結算點地實時采集、監測與動態管理。為燃氣企業掌控氣量供需狀況及市場預測提供管理決策依據，同時確保用戶安全穩定用氣。

該系統上流量數據采集站也可以作為燃氣管網調度遠程監測站，為管網運行調度提供科學的依據。主要功能包括：

1）實時監測各個站點的溫度、壓力、瞬時流量、累計流量；

2）歷史數據查詢，可以查詢到各個站點、各個時間段的歷史記錄并能查詢在同一時間區域內所有站點的歷史記錄數據；

3）以趨勢圖和棒圖的形式來顯示出相關站點、所選參數的變化趨勢；

4）根據需求分別按年、月、日作出統計報表。

3 信息共享

以上各系統是與燃氣生產運行密切相關的管理系統，各系統之間的信息資源有著密不可分的聯系，燃氣管網應急搶險安全保障信息系統的研究最重要的工作是在各專業管理系統中建立鏈接系統，實現無障礙鏈接及信息共享。

3.1 燃氣搶險車GPS定位管理系統與燃氣管網地理信息系統GIS鏈接

在進行車輛調度監控或者精確定位的過程中，隨時可以對當前位置的管網信息進行查詢與分析。即在燃氣搶險調度GPS定位指揮系統上，在定位某個燃氣搶險車后，在其顯示的城區影像圖上進行放大后直接進入燃氣管網地理系統，此時的GPS定位點已經在管網矢量圖上顯示出來，同時也可以清晰地看到GPS定位點周邊的管網和燃氣設施的分布情況，輔助指揮人員進行指揮、調度搶修車輛和人員進行安全、高效地搶險。此外利用精確定位設備可以快速地通過GIS系統精確確定GPS定位點與所測管線的厘米級精確位置。

3.2 燃氣SCADA調度管理系統與GIS鏈接

通過建立燃氣管網調度管理系統(SCADA)與燃氣管網地理信息系統的鏈接程序，可以實現在GIS燃氣管網地理信息系統中顯示調度管理系統中監測站點的數據信息，實時顯示當前所在調壓站內各燃氣設施的運行狀況，如：氣體的瞬時流量、壓力、溫度等信息。一旦發生事故搶險時，可依據地理信息上顯示事故現場周圍管線的運行狀況及時調度各管線供應量，既保證安全供氣，又可以保證快速搶險，對于燃氣事故搶修更具有實際意義。

3.3 SCADA與大型工商戶流量數據遠程采集管理系統的鏈接

該鏈接系統將大型工商戶流量數據遠程采集管理系統中采集的所屬的100多個遠程采集站的數據信息(其中包括：流量、溫度、壓力)在管網調度管理系統中顯示出來，采集的數據信息可直接與調度系統聯網，供調度系統使用，作為燃氣管網調度管理系統的遠程監測站使用，相當于每建一個采集點就多增加了一個調度站，擴大了燃氣管網監測范圍，提高管網安全運行保障度。

通過SCADA系統和流量數據遠程直讀采集管理系統實時顯示確定大型工商戶用氣量，從而根據生產需要和管網的供氣狀況及時調度氣源，適時調節外網供氣壓力，為安全穩定供氣提供科學依據。

4 應用情況

該項研究成果已經在天津市燃氣集團推廣應用，截至2010年底，在40臺燃氣搶修車安裝了GPS車載定位設備，5臺搶險指揮車也同步安裝了車載GPS定位設備，為配合應急搶修事故管線，配備一套管線精確定位裝置，實現厘米級精確定位。實現了 SCADA、GPS、GIS系統信息數據資源共享，目前該系統運行正常，數據傳輸快速準確，圖像傳輸穩定正常，為燃氣管網的安全穩定運行提供了可靠保障。該系統的應用在氣源轉換工作中及確保2008年奧運火炬傳遞及奧運會、殘奧會期間安全穩定供氣工作中也發揮了重要作用。

5 意義及作用

燃氣管網應急搶險安全保障信息系統是集管網管理、運行調度、遠程監控、搶險車定位、管線精確定位、應急搶險指揮于一體的綜合性信息化管理系統。該項研究體現了燃氣管網安全運行、穩定供氣、事故搶險調度指揮動態管理的發展方向。 通過研究整合SCADA、GPS、GIS、大型工商戶計量遠傳系統，信息共享，建立燃氣管網應急搶險安全保障信息系統，實現了燃氣管網應急搶險指揮調度的快速、準確及遠程監控，極大地提升了燃氣管網調度指揮、應急搶險等工作的科技含量和綜合技術水平，提高了調度指揮和燃氣搶險隊伍的快速反應能力，為安全穩定供氣，實現對燃氣管網事故的快速、及時應急搶險提供可靠保證。

TU996

C

1008-3197（2011）01-56-03

2010-12-30

周琳生/女，1963年出生，高級工程師，天津市燃氣集團技術質量部，從事燃氣技術科研管理工作。