全面掌控燃?xì)庑畔?智能調(diào)度運(yùn)營資源
——MapGIS燃?xì)馄髽I(yè)綜合運(yùn)營調(diào)度平臺解決方案

任克亮，陳 龍

(中地?cái)?shù)碼集團(tuán)數(shù)字城市事業(yè)部，湖北武漢430074)

新奧集團(tuán)創(chuàng)建于1989年，以創(chuàng)新清潔能源為使命，立足于推動能源生產(chǎn)與利用方式的轉(zhuǎn)變，創(chuàng)新煤基低碳能源轉(zhuǎn)化技術(shù)和泛能網(wǎng)技術(shù)。集團(tuán)擁有100多家全資、控股公司和分支機(jī)構(gòu)，分布在國內(nèi)100多個(gè)城市及亞洲、歐洲、美洲、大洋洲等地區(qū)。隨著業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)大，集團(tuán)規(guī)模逐漸龐大，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)分離的管理方式已經(jīng)無法滿足燃?xì)鈽I(yè)務(wù)對于優(yōu)化調(diào)度和安全運(yùn)營的需求?，F(xiàn)以數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)為數(shù)據(jù)來源，它可以實(shí)時(shí)監(jiān)控管網(wǎng)氣量數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，在GIS和GPS技術(shù)輔助下，提供對燃?xì)夤芫W(wǎng)巡檢監(jiān)控、車輛物流跟蹤、隱患管理等地理信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線一體化數(shù)據(jù)管理解決方案。

一、總體目標(biāo)與設(shè)計(jì)

總體目標(biāo):一是保證日常運(yùn)營中資源信息利用的最大化，資源包括燃?xì)鈹?shù)據(jù)信息、人力資源信息、車輛資源信息等;二是保障運(yùn)營安全，在出現(xiàn)事故時(shí)做應(yīng)急指揮，日常則進(jìn)行隱患排查。運(yùn)營中的資源優(yōu)化調(diào)度直接決定著集團(tuán)經(jīng)營效益。隨著季節(jié)變更，地域不同，對于燃?xì)獾男枨蟾鞑幌嗤ㄟ^在線系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，管理部門可以掌握大區(qū)或者企業(yè)的實(shí)時(shí)氣量信息，資源的優(yōu)化調(diào)度不僅可以降低物流成本，還可以實(shí)現(xiàn)天然氣資源的價(jià)值最大化，挖掘整個(gè)集團(tuán)運(yùn)營的潛在價(jià)值。對于人員和車輛的調(diào)度，解決方案的實(shí)現(xiàn)會提高管理效率，促進(jìn)管理部門內(nèi)部的資源分配。對于管網(wǎng)安全巡檢，結(jié)合GIS技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)巡檢最佳路徑?jīng)Q策，保證區(qū)域內(nèi)沒有漏檢的情況，同時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理各類管網(wǎng)隱患。

解決方案將新奧集團(tuán)原先有的信息系統(tǒng)在GIS的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化集成，將GIS管網(wǎng)數(shù)據(jù)和以往分散的SCADA、管網(wǎng)巡檢計(jì)劃與監(jiān)控、物流車輛運(yùn)輸計(jì)劃與監(jiān)控以及安全事故隱患排查與管理等進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)籌并采用統(tǒng)一平臺進(jìn)行查看、分析和輔助決策。

二、系統(tǒng)功能

平臺主要提供了面向新奧燃?xì)膺\(yùn)營調(diào)度的實(shí)時(shí)監(jiān)控、匯總展示、計(jì)劃管理、運(yùn)營調(diào)度、應(yīng)急搶險(xiǎn)、專業(yè)系統(tǒng)集成、自定義圖層、運(yùn)營分析等八大基本業(yè)務(wù)功能應(yīng)用(如圖1所示)。

然后在實(shí)現(xiàn)基本業(yè)務(wù)運(yùn)營管理的基礎(chǔ)上，通過與ERP系統(tǒng)的對接，實(shí)現(xiàn)信息集成和業(yè)務(wù)的深化應(yīng)用，以空間信息和功能服務(wù)為基礎(chǔ)，拓展企業(yè)管理應(yīng)用，包括在投資規(guī)劃、開發(fā)性投資、維護(hù)性投資、市場開發(fā)、城市工商用戶開發(fā)、車用燃?xì)忾_發(fā)、工程建設(shè)、客戶服務(wù)、位置服務(wù)等方面的拓展。詳細(xì)的應(yīng)用功能介紹如下。

1.實(shí)時(shí)監(jiān)控

燃?xì)馄髽I(yè)的安全管理是第一位的，實(shí)時(shí)監(jiān)控尤為重要。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對氣量、巡檢、管網(wǎng)隱患、視頻、加氣站的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)監(jiān)測預(yù)警。

以巡檢監(jiān)控為例，從模型角度出發(fā)，巡檢維修等信息全部從各成員企業(yè)的巡檢系統(tǒng)中獲取，以統(tǒng)一界面方式向集團(tuán)反映各個(gè)成員企業(yè)的設(shè)施巡檢情況。當(dāng)前巡檢系統(tǒng)必須與GIS系統(tǒng)進(jìn)行深度整合，巡檢系統(tǒng)計(jì)劃中所有的設(shè)施數(shù)據(jù)必須從GIS中讀取。巡檢系統(tǒng)需要提供上線里程數(shù)據(jù)、巡查時(shí)間數(shù)據(jù)、巡檢到位數(shù)據(jù)，同時(shí)還要具備區(qū)域巡查計(jì)劃制定模式和設(shè)施到位巡查兩種計(jì)劃模式(如圖2所示)。

圖1 業(yè)務(wù)功能結(jié)構(gòu)圖

圖2 企業(yè)管網(wǎng)運(yùn)行綜合實(shí)時(shí)監(jiān)控

2.匯總展示

系統(tǒng)平臺支持對計(jì)劃購氣量、進(jìn)氣量、存氣量、供氣量、銷氣量、計(jì)劃與進(jìn)氣差量、供銷差氣量等氣量信息的匯總展示(如圖3所示)。

圖3 氣量匯總展示

以購氣量為例，系統(tǒng)平臺從集團(tuán)級、區(qū)域級、企業(yè)級視角對進(jìn)氣進(jìn)行匯總展示，如整個(gè)新奧集團(tuán)的計(jì)劃購氣總量、某個(gè)大區(qū)的計(jì)劃購進(jìn)氣量、一個(gè)成員企業(yè)的計(jì)劃購進(jìn)氣量等。

在全國地圖上，以地圖TIP和報(bào)表兩種方式，展示全集團(tuán)某時(shí)間段內(nèi)計(jì)劃購進(jìn)氣總量和氣源組成。顯示各成員氣源計(jì)劃購進(jìn)氣的分布和匯總結(jié)果，比如A企業(yè)月度上游計(jì)劃購進(jìn)氣30萬方、B企業(yè)月度上游計(jì)劃購進(jìn)氣10萬方。同時(shí)支持報(bào)表展示，可以看到各個(gè)成員企業(yè)詳細(xì)的進(jìn)氣報(bào)表。

設(shè)備信息的匯總展示，從集團(tuán)級、區(qū)域級、企業(yè)級視角對設(shè)備信息包括管網(wǎng)設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備等設(shè)備信息進(jìn)行匯總展示，如對管網(wǎng)長度的匯總，管網(wǎng)設(shè)備如閥門等設(shè)施設(shè)備的匯總展示，支持以地圖TIP、圖形、表格等多種方式實(shí)時(shí)展示(如圖4所示)。

圖4 設(shè)備信息匯總展示

巡檢信息的匯總展示，從集團(tuán)級、區(qū)域級、企業(yè)級視角對巡檢信息包括巡檢在線人員、離線人員數(shù)量、人員信息情況，巡檢檢測數(shù)據(jù)如隱患數(shù)據(jù)等進(jìn)行匯總展示，支持以地圖TIP、圖形、表格等多種方式實(shí)時(shí)展示。

加氣站的管理展示，包括對加氣站的增量匯總展示，如按時(shí)間變化動態(tài)展示，按每個(gè)時(shí)間段增量歷史變化展示;同時(shí)可以按集團(tuán)、區(qū)域、企業(yè)等不同級別進(jìn)行匯總展示。

提供查看每個(gè)加氣站的銷氣量歷史信息，可以以表格、圖形等方式展示。也可通過數(shù)據(jù)聚合的方式，以集團(tuán)級、區(qū)域級、城市級等級別以地圖TIP和報(bào)表兩種方式，匯總展示在過去1年、1月、1天、1小時(shí)內(nèi)加氣站的銷氣總量。

信息匯總方案的定制，即用戶可以靈活的搭建、配置匯總方案，如針對氣量匯總、巡檢信息匯總、加氣站信息匯總、SCADA信息、車輛GPS信息等分匯總進(jìn)行交叉搭配方式的匯總，再通過集團(tuán)級、區(qū)域級、企業(yè)級視角進(jìn)行展示匯總數(shù)據(jù)。

3.計(jì)劃管理

包括負(fù)荷分析、計(jì)劃制定、計(jì)劃執(zhí)行監(jiān)控和偏差分析。

燃?xì)庳?fù)荷分析，采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，以歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對未來小時(shí)、日、周、月、季度、年等時(shí)間周期的供氣量進(jìn)行預(yù)測(如圖5所示)。

圖5 燃?xì)庳?fù)荷分析

計(jì)劃制定與執(zhí)行中包括氣源、集團(tuán)氣源的制定與執(zhí)行，計(jì)劃匯總、重點(diǎn)工商戶計(jì)劃上報(bào)與匯總及執(zhí)行監(jiān)控，設(shè)備維修、巡檢計(jì)劃的制定與執(zhí)行監(jiān)控。

偏差分析包括計(jì)劃與進(jìn)氣差實(shí)時(shí)分析、計(jì)劃與進(jìn)氣差匯總分析、供氣缺口分析、重點(diǎn)用戶氣量偏差實(shí)時(shí)分析、重點(diǎn)用戶氣量偏差匯總分析、巡檢計(jì)劃偏差分析和維修計(jì)劃偏差分析。

4.自定義地圖圖層

將GIS學(xué)科中圖層、實(shí)體的概念引入燃?xì)夤芾碇校褂脩艨梢远ㄖ瓢约焊信d趣的數(shù)據(jù)圖層，在此圖層中建立點(diǎn)、線、區(qū)等實(shí)體，在確定實(shí)體空間信息的同時(shí)，可以與燃?xì)膺\(yùn)營管理中的其他數(shù)據(jù)，如監(jiān)測點(diǎn)、管網(wǎng)、大用戶等建立對應(yīng)關(guān)系。用戶對自定義地圖圖層及其中的實(shí)體可以進(jìn)行新建、編輯、列表查詢、刪除等操作，并可以對實(shí)體進(jìn)行定位、顯示控制、范圍查詢等。引入GIS中的實(shí)體概念后，可以充分利用GIS的理論和方法，如建立實(shí)體間的拓?fù)潢P(guān)系、在此基礎(chǔ)上進(jìn)行緩沖區(qū)分析、連通分析等。

5.運(yùn)營調(diào)度

其中信息的綜合展示，包括城市級、區(qū)域級應(yīng)用信息綜合展示、采用軟分屏多窗口同屏幕展示及信息匯總展示方案定制。以GIS地圖為基礎(chǔ)，綜合匯總展示管網(wǎng)、SCADA、巡檢等實(shí)時(shí)新消息，并且可查歷史信息及對比顯示。

仿真展示主要應(yīng)用與城市級運(yùn)營調(diào)度過程，根據(jù)管網(wǎng)壓力、管網(wǎng)拓?fù)?，示意展示管網(wǎng)燃?xì)獾牧飨?在GIS地圖上實(shí)時(shí)展示巡檢人員的實(shí)時(shí)位置和運(yùn)動軌跡，展示爆管分析方案，顯示關(guān)閉閥門和受影響用戶;展示停氣保供方案，即根據(jù)供氣量缺口展示受影響用戶，展示停氣工商戶，展示保障供氣用戶?？梢杂貌煌伾吡溜@示停氣工商戶、受影響用戶、已保障用戶等。

6.專業(yè)系統(tǒng)集成

本系統(tǒng)與燃?xì)膺\(yùn)營調(diào)度管理中已有的專業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行無縫集成，如電商平臺、計(jì)量系統(tǒng)、物流車輛GPS系統(tǒng)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及地方巡檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)等。將各專業(yè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)集成到運(yùn)營調(diào)度平臺中來，可以實(shí)現(xiàn)在同一平臺下統(tǒng)一的進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理、顯示、分析匯總，充分體現(xiàn)方便快捷的優(yōu)勢，并且消除了各系統(tǒng)間的信息屏障，有效避免形成信息孤島，通過建立各專業(yè)系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總、疊加分析，更加深刻地挖掘出有價(jià)值的信息，對燃?xì)膺\(yùn)營調(diào)度提供更加全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和策略支持。例如，將物流GPS系統(tǒng)中物流車輛的實(shí)時(shí)位置信息集成到調(diào)度平臺中進(jìn)行展示，能夠結(jié)合GIS查看車輛的在線情況、實(shí)時(shí)位置信息及其走向。將視頻監(jiān)控功能集成掉調(diào)度平臺，能夠通過調(diào)度平臺的地圖操作界面直接進(jìn)入相應(yīng)的視頻監(jiān)控畫面，形成視頻監(jiān)控的空間信息和視頻數(shù)據(jù)的有效結(jié)合。

7.應(yīng)急搶險(xiǎn)

安全和服務(wù)，作為燃?xì)庑袠I(yè)最重要的兩個(gè)話題，貫穿在整個(gè)運(yùn)營調(diào)度的始終，應(yīng)急搶險(xiǎn)作為燃?xì)馄髽I(yè)最為關(guān)注的一項(xiàng)業(yè)務(wù)，其水平的高低最能準(zhǔn)確的反映燃?xì)馄髽I(yè)對這兩項(xiàng)工作的重視程度。對于集團(tuán)調(diào)度而言，是否能夠快速高效地對應(yīng)急搶險(xiǎn)業(yè)務(wù)進(jìn)行處置，體現(xiàn)著企業(yè)調(diào)度的運(yùn)營和管理水平。

應(yīng)急搶修處置業(yè)務(wù)可劃分為五個(gè)階段:監(jiān)測預(yù)警、準(zhǔn)備預(yù)案、輔助決策、監(jiān)控執(zhí)行和處后總結(jié)，各階段環(huán)環(huán)相扣，同時(shí)，通過綜合運(yùn)營調(diào)度平臺集成信息的提供，結(jié)合信息化技術(shù)和手段，進(jìn)行業(yè)務(wù)處置。

8.運(yùn)營分析

以圖形、表格等方式表達(dá)年度、月度、天、小時(shí)、自定義時(shí)間間隔里任意時(shí)段，匯總統(tǒng)計(jì)成員企業(yè)計(jì)劃氣量、進(jìn)氣量、供氣量、銷氣量的歷史變化;氣量偏差分析;管網(wǎng)匯總統(tǒng)計(jì);巡檢匯總統(tǒng)計(jì)與分析;管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評估與利用率分析等。

9.能源物流

儲運(yùn)車輛信息集成:在地圖上展示儲運(yùn)車輛的實(shí)時(shí)位置，同時(shí)查看到車輛的起卸點(diǎn)、氣量等信息。

儲氣罐信息展示:在地圖上展示儲氣罐位置信息，并查詢儲氣罐的容積總量、存氣量等信息，為能源調(diào)度提供數(shù)據(jù)。

撬裝站信息展示:在地圖上展示撬裝站的位置信息，并查詢撬裝站的容積總量、存氣量、狀態(tài)等信息，為能源調(diào)度提供數(shù)據(jù)。

10.擴(kuò)展應(yīng)用

主要實(shí)現(xiàn)投資規(guī)劃展示、維護(hù)性投資展示、市場開發(fā)展示、工程建設(shè)展示和客戶服務(wù)支持。

具體的操作流程有以下幾種:展示上游氣源的分布狀態(tài)，輸氣管道的分布，接入點(diǎn)的分布，供應(yīng)能力數(shù)據(jù)，集團(tuán)所占的比例;競爭對手分布及供應(yīng)范圍地圖展示等;根據(jù)管網(wǎng)利用率分析、管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評估分析得到管網(wǎng)維護(hù)投資量預(yù)測，在地圖上根據(jù)投資量區(qū)別展示管網(wǎng)維護(hù)投資密集區(qū)域，形成專題圖;基于GIS地圖，展示城市重點(diǎn)工商業(yè)區(qū)分布情況、加氣站分布展示;在地圖上對大區(qū)、企業(yè)的在建工程分布做匯總展示，包括工程建設(shè)信息，工程個(gè)數(shù)、分布位置、工程進(jìn)度等做匯總展示;通過平臺的建設(shè)可以為企業(yè)呼叫中心提供地圖服務(wù)和空間分析服務(wù)，實(shí)現(xiàn)維修員實(shí)時(shí)位置，提供客戶點(diǎn)最近維修人員搜索分析，提高客戶安裝和維修的效率。

三、突出特色

建立的燃?xì)馄髽I(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)已建信息系統(tǒng)的無縫集成:通過各種調(diào)用接口整合燃?xì)饧瘓F(tuán)現(xiàn)有的各種業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，為上層決策分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和功能服務(wù)。

平臺既能滿足集團(tuán)層面宏觀的信息獲取和對成員企業(yè)的運(yùn)營監(jiān)管，也能滿足成員企業(yè)進(jìn)行企業(yè)級的業(yè)務(wù)整合和生產(chǎn)運(yùn)營。

平臺采用面向業(yè)務(wù)的思想開發(fā)，即一個(gè)業(yè)務(wù)就是一個(gè)功能，通過簡單的點(diǎn)擊或者拖拽等一步操作即可獲取結(jié)果，而后可以再根據(jù)界面提供的操作按鈕或選項(xiàng)調(diào)整或切換結(jié)果，界面具有引導(dǎo)性，操作簡單，專注業(yè)務(wù)。

平臺界面美觀、友好，數(shù)據(jù)監(jiān)控更為直觀，數(shù)據(jù)的查詢顯示效率也顯著提高，圖形化表達(dá)效果突出。

四、運(yùn)行效果分析

新奧綜合運(yùn)營調(diào)度平臺穩(wěn)定運(yùn)行兩年多，取得了較為滿意的效果。調(diào)度管理需要有一套完整的、高效的、可執(zhí)行的業(yè)務(wù)模式支撐，而新奧燃?xì)馄髽I(yè)綜合運(yùn)營調(diào)度平臺為業(yè)務(wù)模式提供了一套功能完善的、先進(jìn)的、科學(xué)化的管理平臺支撐。

管網(wǎng)數(shù)據(jù)與SCADA數(shù)據(jù)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，使調(diào)度中心有關(guān)工作人員能夠全方位地了解與運(yùn)營調(diào)度關(guān)系最直接的氣量數(shù)據(jù)信息?？v向上可以從集團(tuán)、大區(qū)、企業(yè)三個(gè)級別了解進(jìn)、供、儲等氣量數(shù)據(jù)，橫向上可以將每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的氣量信息和空間信息關(guān)聯(lián)，通過區(qū)域邏輯管網(wǎng)圖模擬燃?xì)庾呦?，?zhǔn)確的掌握各類氣量的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

管網(wǎng)巡檢實(shí)現(xiàn)了常態(tài)化管理。巡檢人員按照公司管理要求，分門別派地進(jìn)行日巡檢、周巡檢、月巡檢及臨時(shí)巡檢。由于手持GPS裝載有公司管網(wǎng)地理信息，通過衛(wèi)星定位為現(xiàn)場巡檢人員、維修人員提供了大量、準(zhǔn)確的管網(wǎng)及附屬設(shè)備信息，幫助巡檢人員清楚地了解區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)情況，告別了傳統(tǒng)的管網(wǎng)靠人工記憶時(shí)代。同時(shí)，調(diào)度中心可以查看各地巡檢員的實(shí)時(shí)位置信息并仿真播放其歷史軌跡，及時(shí)跟蹤解決巡檢當(dāng)中發(fā)現(xiàn)的隱患問題。

對于已有的其他功能系統(tǒng)，如視頻監(jiān)控、電商平臺等，調(diào)度人員無需在各系統(tǒng)間進(jìn)行切換，只需在統(tǒng)一的平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行查看、處理，同時(shí)對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，提高了工作效率，并深度挖掘出數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值。

五、結(jié)束語

燃?xì)鈽I(yè)務(wù)信息化建設(shè)是未來燃?xì)庑袠I(yè)發(fā)展的重要方向，本文以新奧集團(tuán)擴(kuò)大發(fā)展為背景，介紹了新奧集團(tuán)燃?xì)馄髽I(yè)綜合運(yùn)營調(diào)度平臺的設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)功能和應(yīng)用價(jià)值。其目標(biāo)是保障資源優(yōu)化調(diào)度和運(yùn)營管理安全性，在集團(tuán)層面注重對成員的業(yè)務(wù)監(jiān)管與宏觀信息掌控，在企業(yè)層面通過對企業(yè)內(nèi)部所有信息資源的統(tǒng)一調(diào)度，來指導(dǎo)生產(chǎn)經(jīng)營和資產(chǎn)管理。隨著系統(tǒng)的上線和使用，管理者與員工在自己的工作領(lǐng)域都會有新的認(rèn)識和工作方式，進(jìn)而提高調(diào)度水準(zhǔn)，提升運(yùn)營水平，推動企業(yè)卓越運(yùn)營戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

略)