物聯網分布式LNG智慧生產供應系統軟件開發

西安石油大學機械工程學院 王子禛 張天雨 李金科 陳紫榭

西安石油大學經濟管理學院 安志鑫 陳香梅

LNG分布式能源在我國有著廣泛的前景且處于蓬勃發展階段，其在提高工業生產效益和方便居民日常生產生活中發揮著重要的作用。然而LNG在運輸、儲存、使用的過程中存在著諸多問題，為了應對LNG的運輸路徑優化和檢測管理過程中的問題，在監測和解決問題的同時，探索開發物聯網分布式LNG能源智慧生產供應系統軟件，將系統與軟件聯系，將新能源與新技術緊密結合，對物聯網分布式LNG智慧生產供應系統的完善和LNG能源行業的發展具有重要的意義。

為了應對全球氣候變化，助推綠色低碳發展大潮，LNG能源生產技術應用規模持續拓展，新能源革命正在改變現有國際資源能源版圖。把握全球能源變革發展趨勢和我國能源產業綠色轉型發展要求，著眼生態文明建設和應對氣候變化，以綠色低碳技術創新和應用為重點，引導能源綠色消費，推廣能源綠色產品，具有重要意義。

1 我國LNG能源現狀

我國的天然氣能源分布不均衡，雖然目前我國大中型城市已經基本實現天然氣管網的覆蓋，但是大多數鄉村城鎮以及偏遠地區并沒有天然氣管道的覆蓋，有些地區的居民生活甚至使用薪材作為基本的生活能源，這些地區無法體會到天然氣為日常的生產生活帶來的便利。所以以LNG為主的點狀分布能源供應是當今鄉鎮能源發展改革中迫切需要的。

采用LNG作為能源具有以下優點：LNG燃氣是以石油、天然氣開采及加工過程中的副產品LNG油為制氣原料，采用物理氣化方式轉化為氣態，基本特性和天然氣類似，被國家列為A類綠色LNG能源。LNG燃氣除熱值高、燃燒排放清潔外，與CNG天然氣和液化石油氣相比，運輸、貯存、分銷更為方便安全，可以作為生產和生活用燃氣設施的氣源，對于提高能源利用效率具有重要的戰略意義和現實意義。

采用LNG作為能源也存在一定問題：LNG易受環境變化影響，LNG在絕熱儲存罐內，外界任何傳入的熱量都會引起一定量液體蒸發成氣體，即蒸發氣（BOG)。標準狀況下，蒸發氣密度是空氣60%。當LNG壓力降到沸點壓力以下時，將有一定量的液體蒸發成為氣體，同時液體溫度也隨之降低到其在該壓力下的沸點，這就是LNG閃蒸。由于壓力或溫度變化引起的LNG蒸發產生的蒸發氣處理是液化天然氣儲存運輸中經常遇到的問題。其次，LNG儲罐和管道設施由于自身工藝存在著很大的不確定因素，如設施的焊縫、閥門、法蘭及管件易損部位可能會出現裂縫，造成LNG滲漏和沸騰，加之LNG具有易燃易爆性、腐蝕性和易擴散的特性，如果不及時檢測裂縫并加以修復，它便會逐漸擴散，極易與潛在火源或者靜電接觸發生危險。且LNG低溫蒸汽對人體也有著一定的損害，短時間內，會造成呼吸困難，如果吸入純凈的LNG而不及時脫離現場，很快會造成危險，會在幾分鐘內造成窒息死亡，當空氣中的含氧量降低，操作人員沒有任何感覺，且沒有警示，等意識到，為時已晚。

傳統的LNG管網的集中式能源系統有著更高的安全性和穩定性，但是初期投資大，周期長，建設復雜，靈活性差，并不具備新能源應有的變通性。以LNG為主的點狀分布能源系統不需要大規模建設，建設更加靈活，建設周期短，相較于天然氣管網建設成本更低，同時依舊可以保證安全性和穩定性，因而更適于中小城鎮能源結構優化，利于推進國家“煤改氣”政策的實施，不僅可以為當地居民生活提供便利，而且可以為當地的工業生產提高效益。

2 LNG智慧云助手

目前我國的LNG分布式能源建設在部分地區特別是在沿海城市建設已初見規模，然而在LNG的供應管理以及運輸的安全、路徑優化方面仍存在許多問題。基于物聯網分布式LNG能源智慧生產供應系統開發以下軟件來應對LNG的運輸路徑優化和監測管理過程中的問題。

2.1 設計理念

該軟件依托5G技術與物聯網分布式LNG能源智慧生產供應系統，針對合作能源公司管理層與運輸管理層開發相關衍生產品“智慧云助手”，形成更方便快捷、安全高效的管理體系。同時，可以通過“智慧云助手”的使用來宣傳企業用戶的服務與推廣。

“智慧云助手”還可以與LNG能源運輸企業、LNG能源生產企業等第三方進行合作，扶持第三方品牌發展，共同服務客戶。

2.2 人文關懷與互動

通過對物聯網分布式LNG能源供應系統軟件開發探索的分析可以看出，要想該系統在LNG能源公司、運輸公司的互聯網電商平臺中立足，必須始終致力于幫助與解決企業管理層的管理問題與效率問題，將用戶的需求與體驗感作為軟件設計的出發點與落腳點，同時要突出特點，設計出符合市場預期與用戶心理的系統軟件，提高用戶信賴度。

UI設計是互聯網產品中的人機交互、邏輯思維以及界面美觀設計的總稱。在UI設計中，設計師必須考慮到用戶不同階段的需求，如對設計可用性的需求、對設計使用愉悅程度的需求等，讓用戶在使用該軟件的過程中體驗到人文關懷，獲得更有效的互動體驗。“智慧云助手”通過人性化的交互設計，將人機互動的結果用視覺語言呈現出來。

2.3 產品定位

客戶無論是LNG運輸企業還是全產業鏈經營的能源公司，對物聯網分布式LNG能源智慧生產供應系統均有需求，該軟件對于融合公司關聯企業儲能設施、物聯網、智能用能設施等硬件及互聯網金融等衍生服務于一體的綠色能源網絡發展有一定的推動作用，對于用戶端智能化用能、能源共享經濟和能源自由交易發展有一定的促進作用，有助于培育能源公司新業務、新業態，建設新型能源消費生態與產業體系。

2.4 基礎功能

如圖1所示，LNG運輸企業可以使用“智慧云助手”，通過GPS系統實時顯示用戶地理位置，同時根據原料站與用戶站剩余LNG液位量和地理位置規劃LNG運輸線路，合理運輸LNG，降低運輸成本，每一次運輸路線均可以清晰呈現在使用界面上。

圖1 LNG智慧云助手駕駛員端登錄端界面及使用界面

軟件根據原料站與用戶站用液速度，配合運輸車提供最佳路線，合理制定配送方案，以達到原料站與用戶站LNG生產、運送、使用的動態均衡，降低運輸成本，提高工作效率，從而提高公司效益。

“智慧云助手”與衛星定位系統緊密結合，運用導航功能實現運輸的精確定位與實時監測，將基點、氣化站、運輸路線準確定位在云地圖，從而實現運輸的效率和精確性。駕駛員想知道車輛位置時，可以登陸車主賬戶所綁定的LNG專業運輸車，通過軟件點名，車輛會自動在軟件上定位當前位置。歷史軌跡回放，可以回放任一時間段的行程及該時間段任何時刻的狀態，包括時間、地點、速度、方向、停靠時間等，用來檢查車輛的行駛線路、加油站、過路費信息。軌跡數據既可以保存在服務器上，也可以下載到客戶端保存，或刻錄到光盤保存。根據覆蓋地區的基點定位，軟件將在云數據庫中選擇最佳的運行路線，優化時間管理和空間運行，以便達到精確快捷的目的。車輛、路線、基點、衛星四位一體，實時監控，最優選擇，為運輸車保駕護航。

結論：通過物聯網分布式LNG智慧生產供應系統軟件的開發探索，將系統與軟件聯系，將新能源與新技術緊密結合，對物聯網分布式LNG智慧生產供應系統的完善和LNG能源行業的發展具有重要意義。軟件為LNG運輸車以及儲罐的實時監測和安全預警提供保障，同時更方便直觀地對系統和用戶進行動態管理。軟件提供了更方便快捷、安全高效的管理體系，通過軟件的使用可以提高用戶依賴度，增加用戶黏性。對于LNG行業來講，“智慧云助手”服務于LNG運輸企業，提供優質穩定的貨源，打造可持續發展的運輸鏈，保障線路運輸規劃的合理性，為運輸企業提供高效、節能、合理、便捷的管理服務。同時通過軟件的開發和網絡分布的快速響應及其聯網信息系統的智能控制，充分利用了高速發展的通信設施和網絡建設，實現了新能源與新技術的智慧結合。