李 萌,張豪遠(yuǎn),楊寶蘭
(廈門精圖信息技術(shù)股份有限公司,福建廈門361008)
燃?xì)庑袠I(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?xì)夤艿篮拖嚓P(guān)設(shè)備是保障城市正常運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施。如何保證供氣業(yè)務(wù)的正常開展是燃?xì)夤芾淼闹匾蝿?wù),對(duì)燃?xì)夤芫€及其設(shè)備的管理是城市管理的一項(xiàng)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(yīng)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(duì)城市天然氣的運(yùn)行、調(diào)度、安全、應(yīng)急管理,急需與時(shí)俱進(jìn),基于現(xiàn)代科技手段建立起城市燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái),有助于提升政府對(duì)城市天然氣供應(yīng)建設(shè)、運(yùn)行的監(jiān)控能力和技術(shù)水平,提高有效預(yù)防和應(yīng)對(duì)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?xì)庠O(shè)施受到意外損害風(fēng)險(xiǎn),減少突發(fā)事件發(fā)生幾率,為城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展保駕護(hù)航。
燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái)的建設(shè),基于SOA架構(gòu)(面向服務(wù)架構(gòu)),以地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ),充分復(fù)用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、硬件、軟件、數(shù)據(jù)資源,建立燃?xì)夤芫€信息管理和共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系,整合城市的燃?xì)夤芫€信息,建立權(quán)威、統(tǒng)一的多源、多尺度且更新及時(shí)的燃?xì)饩C合數(shù)據(jù)庫;構(gòu)建科學(xué)、規(guī)范的燃?xì)庑畔⒐芾砼c共享服務(wù)的技術(shù)體系。在保障燃?xì)庠O(shè)施信息保密的基礎(chǔ)上,滿足城市燃?xì)庑袠I(yè)規(guī)劃、建設(shè)、管理和共享的迫切需求,實(shí)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(hù)與更新。
充分利用地理信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù),為政府、企業(yè)和公眾服務(wù),打造科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、精細(xì)和長(zhǎng)效管理的服務(wù)型、創(chuàng)新型燃?xì)庑袠I(yè)的管理新模式。
實(shí)現(xiàn)燃?xì)庠凇俺B(tài)”下全面有效地監(jiān)測(cè)、監(jiān)控、監(jiān)管和“非常態(tài)”下應(yīng)急指揮的科學(xué)決策、迅速處置。實(shí)現(xiàn)“辦公管理自動(dòng)化、任務(wù)信息多元化、通信手段多樣化、終端采集智能化、燃?xì)夤芾韺?shí)時(shí)化、燃?xì)夤芾砜梢暬⑷細(xì)夤芾戆踩o助決策科學(xué)化、應(yīng)急指揮迅速化、事故處理實(shí)時(shí)化”。
燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái)的建設(shè),以燃?xì)夤芫€信息管理和共享為主,提供“一站式”的燃?xì)夤芫€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(shí)效性的共享服務(wù)。具體包括以下幾方面的內(nèi)容。
1)燃?xì)夤芫€標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系制定:為了保障燃?xì)饩C合數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,安全高效運(yùn)行,及時(shí)維護(hù)更新,建立長(zhǎng)效機(jī)制,需要制定一套統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同來源數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理與共享。
2)燃?xì)饩C合數(shù)據(jù)庫建設(shè):燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái)建設(shè)過程中,需要同步建設(shè)燃?xì)饩C合數(shù)據(jù)庫,對(duì)全市的燃?xì)夤芫€數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理,同時(shí)也為數(shù)據(jù)的共享服務(wù)與應(yīng)用提供支持。
3)燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái)建設(shè):在燃?xì)饩C合數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,構(gòu)建科學(xué)、規(guī)范的燃?xì)庑畔⒐芾砼c共享服務(wù)的燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái),除了提供對(duì)燃?xì)夤芫€信息瀏覽、定位、分析和管理的基本管理外,還提供對(duì)外共享的功能服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和二次開發(fā)接口等。
4)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè):在燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái)的基礎(chǔ)上,搭建天然氣實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、氣源預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)、燃?xì)馐鹿蕬?yīng)急管理系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)。
5)軟硬件支撐環(huán)境建設(shè):建設(shè)平臺(tái)運(yùn)行的軟硬件支撐環(huán)境,保證平臺(tái)各項(xiàng)功能的正常使用,為了保障數(shù)據(jù)的保密和安全。
天然氣實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)天然氣門站、高中壓調(diào)壓站等進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)度和管理,保證燃?xì)夤芫W(wǎng)安全、可靠、平穩(wěn)、高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。
天然氣實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程采集管網(wǎng)運(yùn)行的壓力、溫度、流量、泄露等數(shù)據(jù)以及監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),并對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析、統(tǒng)計(jì)和處理,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管道全線的監(jiān)控、調(diào)度、管理的任務(wù)。
(1)氣源實(shí)時(shí)顯示
系統(tǒng)讀取天然氣實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的氣源數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)掌握氣源的信息,實(shí)時(shí)了解各個(gè)氣源的壓力、儲(chǔ)備、消耗和剩余情況,以便對(duì)氣源的使用進(jìn)行監(jiān)控。應(yīng)用管網(wǎng)平差原理模擬管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)行供氣狀況分析,顯示管網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)。
(2)監(jiān)測(cè)場(chǎng)站顯示及展現(xiàn)
系統(tǒng)提供監(jiān)測(cè)場(chǎng)站列表,選定具體場(chǎng)站,可以在電子地圖進(jìn)行定位顯示,并決定其是否開始監(jiān)測(cè)以及展現(xiàn)在地圖中。
(3)氣源預(yù)警分析
系統(tǒng)提供管網(wǎng)運(yùn)行的負(fù)荷分析,如果運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題,系統(tǒng)可以及時(shí)報(bào)警。通過設(shè)定管網(wǎng)負(fù)荷的預(yù)警值,當(dāng)超出預(yù)警條件,進(jìn)行預(yù)警分析。
每條報(bào)警信息包含報(bào)警站點(diǎn)、報(bào)警發(fā)生時(shí)間、報(bào)警參數(shù)及當(dāng)前值等內(nèi)容,提供相應(yīng)信息供調(diào)度員通知維修部門處置,提高維護(hù)效率,保證運(yùn)行安全。
(4)歷史預(yù)警查詢
系統(tǒng)可以對(duì)過去的報(bào)警按站點(diǎn)或按時(shí)間進(jìn)行查詢,并記錄報(bào)警的處理人和處理時(shí)間。
(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(diǎn)部署視頻監(jiān)控設(shè)備,建立現(xiàn)場(chǎng)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?xì)廪k實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài),進(jìn)行管理決策。彌補(bǔ)天然氣實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的不足,為管網(wǎng)的安全運(yùn)行,提供現(xiàn)代化的監(jiān)視手段。通過無線通信網(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)程控制現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)和云臺(tái)。
(2)構(gòu)建監(jiān)控中心
在燃?xì)庵笓]大廳構(gòu)建監(jiān)控中心,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控。現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號(hào),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(chǔ)管理、圖像服務(wù)管理與配置等功能。
系統(tǒng)提供應(yīng)急預(yù)案生成、應(yīng)急預(yù)案查詢、應(yīng)急指揮調(diào)度、爆管分析、爆管關(guān)閥查詢等技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)事故發(fā)生的預(yù)案管理、應(yīng)急處置、應(yīng)急演練和應(yīng)急集成管理,為應(yīng)急指揮提供決策依據(jù)。
(1)應(yīng)急預(yù)案生成
系統(tǒng)管理員根據(jù)當(dāng)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(yīng)急預(yù)案,應(yīng)急預(yù)案主要包含了預(yù)案名、文號(hào)、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(yù)案生成后,可以進(jìn)行打印輸出,交提給上級(jí)部門審批。
(2)應(yīng)急預(yù)案查詢
系統(tǒng)提供了預(yù)案的查詢功能,可以在預(yù)案庫中查詢調(diào)入預(yù)案,再進(jìn)行編制處理。
(3)應(yīng)急指揮調(diào)度
在完成了預(yù)案的審批后,系統(tǒng)管理員可以根據(jù)當(dāng)前的事故情況,生成應(yīng)急調(diào)度任務(wù)單,以及相關(guān)事故處理過程中所需的綜合圖和報(bào)表信息,并可以跟蹤記錄應(yīng)急任務(wù)的進(jìn)展情況;系統(tǒng)還提供了對(duì)應(yīng)急調(diào)度任務(wù)單及事故處理日志的查詢功能,以便事故后對(duì)處理情況的查詢。
(4)爆管分析
根據(jù)事故發(fā)生的地點(diǎn)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(jìn)行爆管分析操作,顯示爆管后應(yīng)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(shí)間、標(biāo)題、地點(diǎn)、責(zé)任單位、級(jí)別和類型進(jìn)行查詢,搜索到爆管關(guān)閥的信息,然后在地圖上對(duì)需要關(guān)閉的閥門進(jìn)行分析,若第一級(jí)別閥門關(guān)閉不能滿足需求,可以進(jìn)行二次分析,即第二級(jí)別閥門的關(guān)閉。
數(shù)據(jù)是應(yīng)用的基礎(chǔ),燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái)建設(shè)核心是數(shù)據(jù),概括為“十二分?jǐn)?shù)據(jù)、七分管理、三分技術(shù)”。燃?xì)夤芫€地理數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)的全面、準(zhǔn)確與否,在一定程度上決定了燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái)建設(shè)的成敗。
燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái)建設(shè)應(yīng)首先以數(shù)據(jù)為重點(diǎn),充分復(fù)用現(xiàn)有燃?xì)夤芫€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(wù)專題屬性數(shù)據(jù)結(jié)合,將常態(tài)數(shù)據(jù)(燃?xì)夤芫€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(shì)數(shù)據(jù)相結(jié)合,建立全面、精確的燃?xì)饩C合數(shù)據(jù)庫。
燃?xì)夤芫€空間信息數(shù)據(jù)是否全面、完整、準(zhǔn)確、及時(shí),將直接關(guān)系到項(xiàng)目的實(shí)施。因此,應(yīng)首先以數(shù)據(jù)為重點(diǎn),嚴(yán)格進(jìn)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(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、數(shù)據(jù)更新和分發(fā)等項(xiàng)目建設(shè)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。
燃?xì)饩C合數(shù)據(jù)庫主要由燃?xì)饣A(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、燃?xì)鈽I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、燃?xì)饪臻g數(shù)據(jù)庫和燃?xì)夤蚕頂?shù)據(jù)庫組成。其中,燃?xì)饣A(chǔ)地理數(shù)據(jù)作為整個(gè)數(shù)據(jù)庫的背景地圖及空間定位框架,與燃?xì)夤芫€數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián),以圖層疊加的方式,形成一張統(tǒng)一坐標(biāo)的電子地圖,在詳細(xì)的電子地理底圖上,加載了燃?xì)庠O(shè)施、監(jiān)控設(shè)備等信息內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)在電子地圖上標(biāo)注與定位。
燃?xì)饩C合數(shù)據(jù)庫包括:燃?xì)饣A(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、燃?xì)鈽I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、燃?xì)饪臻g數(shù)據(jù)庫和燃?xì)夤蚕頂?shù)據(jù)庫。
(1)燃?xì)饣A(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫
燃?xì)饣A(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫的建設(shè),需充分復(fù)用現(xiàn)有的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù),加工整理成燃?xì)夤芫€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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,涉及面狀要素的應(yīng)能封閉表示并填充顏色等,加工處理成適合于GIS應(yīng)用的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫,且具有定期進(jìn)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(jìn)行數(shù)據(jù)交換,及時(shí)共享其最新的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。
(2)燃?xì)鈽I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫
在應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)過程中將形成燃?xì)鈽I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫。具體可包括安全監(jiān)控子庫、燃?xì)馐鹿首訋臁⑷細(xì)庠O(shè)施子庫等業(yè)務(wù)庫。天然氣經(jīng)營企業(yè)的定期數(shù)據(jù)報(bào)送,將作為燃?xì)鈽I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的部分來源。
(3)燃?xì)饪臻g數(shù)據(jù)庫
燃?xì)饪臻g數(shù)據(jù)庫的建設(shè),包括以下兩個(gè)數(shù)據(jù)來源。
①現(xiàn)有數(shù)據(jù)的整合
在燃?xì)饣A(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫和燃?xì)鈽I(yè)務(wù)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?xì)饣A(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫和燃?xì)鈽I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,經(jīng)過空間匹配、處理形成燃?xì)饪臻g數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)內(nèi)容包括燃?xì)夤芫€、燃?xì)馐鹿拾l(fā)生地、監(jiān)控點(diǎn)等空間和屬性信息。
(4)燃?xì)夤蚕頂?shù)據(jù)庫
在燃?xì)饪臻g數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上,經(jīng)過提取、處理與整合形成燃?xì)夤蚕頂?shù)據(jù)庫。燃?xì)夤蚕頂?shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)資源,將通過燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)服務(wù)功能,進(jìn)行提供。同時(shí),建立共享資源的目錄。
完善的數(shù)據(jù)更新機(jī)制,需要技術(shù)因素和非技術(shù)因素的結(jié)合。空間數(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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)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(jìn)行整理和規(guī)范,將數(shù)據(jù)更新日常化、流程化。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(shí)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(yīng)的數(shù)據(jù)更新的手段。
只有從管理機(jī)制上較大程度地保證數(shù)據(jù)更新與實(shí)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(shì)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(jī)制,必須保證:
1)權(quán)限控制機(jī)制(用戶只能更新某個(gè)區(qū)域、某個(gè)圖層)。
2)更新審查機(jī)制(更新信息必須經(jīng)過復(fù)核)。
3)更新檢查機(jī)制(數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對(duì)更新信息進(jìn)行自動(dòng)檢查)。
4)版本管理機(jī)制(對(duì)重要數(shù)據(jù)的更新必須提供不同的版本備份)。
燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái)的使用,可以使管理者全面了解城市燃?xì)庑袠I(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,從整體上對(duì)城市燃?xì)庑袠I(yè)的發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃與管理,促進(jìn)行業(yè)整體水平的提升。
通過建立燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái),可以對(duì)城市燃?xì)夤芫€數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)和應(yīng)用,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫€數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和集成應(yīng)用,有效提高信息共享利用程度,打破“信息孤島”。
依托城市現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源,對(duì)全市燃?xì)夤芫W(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化空間定位、實(shí)時(shí)更新和動(dòng)態(tài)管理,實(shí)時(shí)掌握燃?xì)夤芫€、門站、調(diào)壓站和加氣站等危險(xiǎn)源和危險(xiǎn)區(qū)域的狀況,為燃?xì)鈿庠垂芾怼⑽kU(xiǎn)預(yù)警和應(yīng)急處理提供支撐,建設(shè)滿足燃?xì)夤芾聿块T日常業(yè)務(wù)管理的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、流程化,以及燃?xì)夤芫€數(shù)據(jù)共享應(yīng)用的燃?xì)鈹?shù)字化綜合管理平臺(tái),滿足政府調(diào)度、監(jiān)控管理及城市燃?xì)鈶?yīng)急保障需要,全面提升燃?xì)庑袠I(yè)管理和共享能力和水平。
掌握全面的燃?xì)夤芫€空間分布信息,使得燃?xì)鈹?shù)據(jù)更全、更準(zhǔn)、屬性更多,為城市燃?xì)夤芾硖峁┗A(chǔ)性的保障和服務(wù)作用。
進(jìn)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(jì)發(fā)展提供良好的基礎(chǔ)條件。
略)