基于北斗的智慧燃氣管網監測系統研究

童麗閨++楊浩

摘 要：從城市燃氣管網安全運行的角度出發，該文運用北斗衛星導航、物聯網、地理信息系統等技術，研究基于北斗的智慧燃氣管網監測系統，實時掌握關鍵節點的管網壓力、燃氣濃度等運行數據，實現城市燃氣監測預警和智慧分析決策，提高城市燃氣管網安全運行管理水平。該研究可為保證城市燃氣管網的正常運行和提高突發事件的處置能力提供借鑒。

關鍵詞：北斗 智慧燃氣 監測預警

中圖分類號：P228；TU990.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）03（b）-0001-02

近年來，隨著城鎮化進程的不斷推進，燃氣業務穩步增長，燃氣管網已成為重要的市政基礎設施之一，關系到城市人民的日常生活以及工業生產用氣。由于城市道路開挖頻繁，給燃氣管線的運行帶來極大的安全隱患，時有燃氣泄漏安全事故發生。北斗衛星導航系統技術給智慧燃氣管網監測系統建設帶來了新的解決思路，通過對城市燃氣管網進行智慧化監管，建立實時、動態的燃氣管網監測體系，確保城市燃氣管網的正常維護和安全運行。

1 北斗衛星導航系統介紹

北斗衛星導航系統是中國正在實施的自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統，主要由空間衛星、地面控制中心站和用戶終端3個部分組成，具有全天候、全天時快速定位，短報文通信和精密授時服務三大功能[1]。北斗衛星系統的基本功能是點對點雙向數據傳輸，主要方式是數據報告，傳輸形式是數據包，一次最大發送量為100bytes信息、210個字節；主要工作方式是測站終端發送采用碼分多址直接擴頻序列調制，擴頻偽碼采用周期偽隨機序列，L波段為其發送頻率，經衛星轉換后L波段變為C波段，再由地面站接收，中心站對其進行處理后，送至衛星，衛星接收后將其轉換為S波段，而后發送到指揮終端或者測站終端，點對點通信即順利完成[2]。

2 系統構成

系統采用“傳感設備+北斗通信終端機+北斗指揮機+管理系統”的方式進行建設，通過部署可燃性報警器、壓力傳感器、溫度檢測儀等傳感設備，采集燃氣管網運行的溫度、濃度、壓力等運行數據；通過北斗通信終端機，以北斗短信報文的方式傳輸傳感數據至北斗指揮機，從而傳輸到監控中心；由部署在監控中心的后臺管理系統接收現場采集數據，在電子地圖上以可視化的方式顯示現場溫度、濃度、壓力等情況。系統包括智慧區域燃氣監控子系統、智慧管道閥井監控子系統、智慧燃氣中心氣站監控子系統。

3 系統應用部署

3.1 智慧區域燃氣監控子系統

選擇重點居民社區、學校、酒店等燃氣管網作為監測點，安裝壓力傳感器，將實時監測獲取的氣體壓力、濃度通過北斗通信終端機以及北斗指揮機傳輸到監控中心，從而實時監控地下燃氣管網的泄漏情況。在燃氣管網的閥門井內安裝可燃性報警器，當發生燃氣泄露時，后臺管理系統將發出聲光報警并結合電子地圖顯示報警地點（見圖1）。

3.2 智慧管道閥井監控子系統

選擇適用于燃氣管道閥井環境的可燃性氣體檢測儀，將實時監測獲取的各燃氣管道閥井內的可燃氣體濃度，通過北斗通信終端機以及北斗指揮機傳輸到監控中心，從而實時監控地下燃氣管網的泄漏情況（見圖2）。

3.3 智慧燃氣中心氣站監控子系統

在燃氣中心氣站安裝可燃性氣體檢測儀、壓力傳感器、溫度檢測儀，將實時監測獲取的氣體壓力、濃度、溫度通過北斗通信終端機以及北斗指揮機傳輸到監控中心，從而實時監控燃氣中心氣站的泄漏情況（見圖3）。

4 結語

基于北斗衛星技術，進行燃氣管網的實時監測，獲取燃氣管網運行的壓力、濃度等關鍵信息，可為城市燃氣管網提供智慧化技術支撐，有效減少燃氣管網安全事故，拓展我國北斗導航系統在燃氣監測領域的應用，促進北斗衛星導航產業規模化發展。

參考文獻

[1] 楊元喜.中國北斗衛星導航系統對全球PNT用戶的貢獻[J].科學通報，2011（21）：1734-1740.

[2] 武震，賈文.北斗衛星通信在水文測報數據傳輸中的應用[J].中國新通信，2013（21）：60.