智慧燃氣安全運營一體化平臺的構(gòu)成及應(yīng)用

文｜廣西財經(jīng)學(xué)院 龍娟；通訊作者 廣西數(shù)廣日海物聯(lián)科技有限公司 寧忠偉

1.概述

燃氣智能化是指通過傳感器、計算機、通信技術(shù)等手段將燃氣的運行狀態(tài)信息進行采集，并將采集的數(shù)據(jù)信息進行挖掘分析，然后將分析后的數(shù)據(jù)進行數(shù)字化管理并在系統(tǒng)中自動生成決策指令，以實現(xiàn)對燃氣的控制及管理，如圖1所示。

圖1 城市智慧燃氣安全運營管理流程圖

1.1 智慧燃氣安全運營的基本概念

智慧天然氣的安全運營是指以云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和移動互聯(lián)網(wǎng)等為基礎(chǔ)，以城市燃氣的管理服務(wù)為核心，對整個燃氣行業(yè)的規(guī)劃和決策提供支持的一種綜合的系統(tǒng)工程[1]。在我國，由于經(jīng)濟發(fā)展水平的限制以及人們的生活質(zhì)量的提升，使得傳統(tǒng)的燃氣產(chǎn)業(yè)的管理模式已經(jīng)不能滿足當前社會的需求；同時，隨著國家的政策扶持，智能化的燃氣技術(shù)也在不斷地完善，這就要求相關(guān)的企業(yè)能夠?qū)⑾冗M的科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合，從而提高自身的競爭力與生存能力。

1.2 智慧燃氣安全運營管理模式

目前我國的燃氣安全運營系統(tǒng)主要有三種模式：一是政府主導(dǎo)型的燃氣供應(yīng)模式，即由政府部門負責(zé)規(guī)劃和建設(shè)城市燃氣的基礎(chǔ)設(shè)施、公共安全服務(wù)設(shè)施以及相關(guān)的配套工程，并提供相應(yīng)的技術(shù)支持。二是以市場為主導(dǎo)的燃氣供應(yīng)模式，由企業(yè)自主進行燃氣的采購、銷售及售后維修等，并通過與各運營商的合作來實現(xiàn)對燃氣安全的有效管控。三是以用戶為中心的綜合型管理體系，即由國家燃油公司負責(zé)管理，在全國范圍內(nèi)的統(tǒng)一調(diào)度，在各地建立起自己的網(wǎng)絡(luò)平臺，根據(jù)實際的經(jīng)營狀況，為投資提供有力的決策，同時也可以與其他的大型國有能源集團共享[2]。

1.3 智慧燃氣安全運營一體化平臺的特點

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，智慧燃氣的服務(wù)范圍已經(jīng)不僅僅局限于燃氣的供應(yīng)、儲存、配送等環(huán)節(jié)，而是更加注重于燃氣的安全管理和控制。在這種情況下，通過對燃氣的實時監(jiān)控，可以實現(xiàn)對燃氣的合理分配，從而提高用戶的滿意度。

由于不同的城市有不同的需求特點，因此在建設(shè)過程中需要根據(jù)具體的實際狀況進行調(diào)整。同時也要結(jié)合自身的資源條件，選擇合適的開發(fā)模式，以達到最佳的經(jīng)濟效益。此外還需考慮到未來的可擴展性，以滿足更多的市場需求。

2.智慧燃氣安全運營一體化平臺存在的問題

2.1 系統(tǒng)管理不佳

智慧燃氣的運行涉及的設(shè)備很多，如燃氣輸送管道、燃氣的控制系統(tǒng)和燃氣的檢測儀等，這些都需要在一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺上進行操作。雖然我國的燃氣事業(yè)發(fā)展已經(jīng)有了長足的進步和進展，但是在燃氣行業(yè)的管理方面還存在著一些問題，比如在燃氣的監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度管理系統(tǒng)、智能化程度等方面，這些都需要進一步的提高和完善。目前，中國大部分城市都建立了比較完備的燃氣安全監(jiān)管體系，但仍然有許多的缺陷和不足。首先是對現(xiàn)有的燃氣運行模式的認識不夠，對燃氣的利用率低，沒有形成有效的管網(wǎng)，造成大量的浪費；其次是對燃氣的檢測手段落后，不能及時準確的掌握實時的情況；再次，由于缺乏統(tǒng)一的標準規(guī)范，各部門之間的協(xié)調(diào)性較差，導(dǎo)致信息共享的難度大，效率低下。

2.2 對信息系統(tǒng)的維護與升級的難度較大

如果在信息化的系統(tǒng)維護過程中出現(xiàn)了問題，管理中的需求得不到快速、準確的響應(yīng)，就會導(dǎo)致整個體系的崩潰或者癱瘓，開發(fā)與管理脫節(jié)，用戶的真實訴求得不到完整的滿足，這將給用戶的使用帶來很大的不便。燃氣業(yè)務(wù)信息化在系統(tǒng)維護過程中，圍繞公司燃氣運維管理，從科學(xué)、智能、信息管理機制等出發(fā)，進行用戶結(jié)構(gòu)的劃定、權(quán)限的調(diào)整，在升級過程中將信息進行摘選，實現(xiàn)集團和企業(yè)兩級巡檢管理的需要，滿足集團下屬分公司的使用需求[3]。因此需要在現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)上，進一步提高燃氣的利用率，減少對環(huán)境的污染和對資源的浪費；同時，還要不斷完善燃氣的監(jiān)控系統(tǒng)，加強對燃氣的實時監(jiān)測，實現(xiàn)遠程的控制和管理。

2.3 智能化水平較低

我國燃氣行業(yè)發(fā)展的時間較短，在技術(shù)上還沒有形成成熟的體系和標準，所以在燃氣的安全運營上也是處于初級階段。目前國內(nèi)燃氣公司已經(jīng)實現(xiàn)了智能化的基礎(chǔ)建設(shè)，但是因為覆蓋面較低，不能保證家家戶戶都能夠得到及時的意見反饋，所以這種方法的缺點是，它無法及時將用戶的需求反饋給企業(yè)，從而不能滿足客戶的個性化服務(wù)要求。同時，由于燃氣智能化水平不高，智慧燃氣的運營模式還不夠成熟，導(dǎo)致了燃氣系統(tǒng)的故障率高，影響了整個城市的正常運行。因此，智慧燃氣的建設(shè)需要進一步的提高和完善。

2.4 安全運營一體化平臺監(jiān)管不健全

由于我國燃氣行業(yè)的發(fā)展起步晚，在市場化改革的過程中，政府對燃氣的監(jiān)管力度不夠，導(dǎo)致燃氣的安全監(jiān)管不嚴，甚至出現(xiàn)了一些違規(guī)操作的現(xiàn)象；同時，燃氣公司內(nèi)部管理制度也不完善，使得企業(yè)的經(jīng)營行為缺乏約束力，在一定程度上影響了居民的正常生活。2014年，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于加強天然氣管網(wǎng)安全運行工作的通知》，要求各部門要嚴格按照規(guī)定的內(nèi)容進行檢查，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息公開，讓民眾了解到自己的合法權(quán)益。

3.智慧燃氣安全運營一體化平臺設(shè)計

3.1 設(shè)計原則

在進行智慧燃氣安全運營一體化平臺設(shè)計時，需要遵循以下原則：

(1)安全性：在滿足用戶的需求下，保證系統(tǒng)的安全可靠，并確保其可以正常運行。(2)實用性：要考慮到不同的天氣、地理環(huán)境、設(shè)備的性能等因素，從而使其具有較好的適用性。(3)可擴展性：隨著技術(shù)的發(fā)展和進步，智能化燃氣的建設(shè)也會不斷地更新，因此在設(shè)計時應(yīng)充分的結(jié)合實際情況，以保障該平臺能夠更好的為社會服務(wù)。（4）為了使該平臺的功能更加完善，還應(yīng)該盡可能的提高其可維護的程度和效率。（5）還需對該平臺的使用范圍加以限定，以便為將來的升級提供方便。（6）還要對相關(guān)的數(shù)據(jù)信息的采集工作做好相應(yīng)的準備與安排。（7）平臺必須具備綜合能力，并能將這些能力應(yīng)用到具體的項目中。

3.2 整體架構(gòu)

根據(jù)上述所列的智慧燃氣安全運營一體化平臺的構(gòu)成及應(yīng)用，可以將其分為以下幾個部分：

(1)智能終端系統(tǒng)：主要是對燃氣用戶的基本信息進行收集和分析并通過云計算技術(shù)對數(shù)據(jù)的處理實現(xiàn)實時監(jiān)控，從而達到有效的決策目的。(2)遠程控制：主要是指利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)，將燃氣的運行情況與相關(guān)的設(shè)備狀態(tài)及時的反饋給調(diào)度中心，使其能夠在第一時間了解到當前的狀況以及可能的危害程度，并做出相應(yīng)措施。（3）加強與其他子模塊的銜接及聯(lián)系，使之形成整體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，便于管理。

3.3 主要功能要求

基于燃氣智能化的燃氣安全運營一體化平臺的主要業(yè)務(wù)包括：(1)對燃氣的使用情況進行實時監(jiān)控，對燃氣的運行狀態(tài)和相關(guān)數(shù)據(jù)的變化做出及時的反應(yīng)；(2)對天然氣的輸送、存儲、運輸?shù)冗^程的信息作出分析，并根據(jù)這些反饋的信息制定相應(yīng)的計劃；(3)通過云計算技術(shù)，將各種不同的需求量的服務(wù)集中在一起，形成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)；(4)在提供的服務(wù)范圍內(nèi)，可以實現(xiàn)遠程控制，并能為客戶提供更多的個性化的定制服務(wù)。

3.4 加強平臺管理及優(yōu)化

要加強對現(xiàn)有的燃氣安全運營一體化平臺的管理力度，提高其運行效率，減少不必要的損失；在設(shè)計的時候，要充分考慮到不同的用戶需求，提供個性化的服務(wù)；對于新的技術(shù)、新的設(shè)備、新的應(yīng)用等方面都應(yīng)該給予足夠的重視并進行及時的更新與維護，以保證該體系的正常運轉(zhuǎn)。

平臺的主要工作流程優(yōu)化如下：(1)系統(tǒng)初始化：用戶通過登錄到本平臺的賬號和密碼進行登陸，之后就可以選擇個人信息的管理、燃氣的購買、燃氣的售后等操作；(2)系統(tǒng)功能模塊：根據(jù)不同的需求將其劃分為多個子模塊，每個子模塊都有相應(yīng)的代碼實現(xiàn)其對應(yīng)的功能；(3)數(shù)據(jù)處理：在該平臺中，需要對采集到的實時燃氣的相關(guān)參數(shù)和狀態(tài)等進行分析，并對這些數(shù)據(jù)的變化趨勢做出判斷然后再將結(jié)果反饋給決策層，從而形成一個完整的智能化的運行機制；(4)綜合服務(wù)：平臺提供各種設(shè)備的使用情況，如是否符合要求，是否存在故障，是否有異常，以及發(fā)生事故的可能性，最后將所有的數(shù)據(jù)整合起來，為下一步的優(yōu)化提供參考。同時也為以后的升級做準備。

3.5 系統(tǒng)監(jiān)控

系統(tǒng)監(jiān)控是指通過對燃氣運行的實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)燃氣用戶的違規(guī)行為，并根據(jù)相關(guān)的預(yù)警信息，采取相應(yīng)的措施進行控制，從而達到有效的安全管理[4]。在智能燃氣市場的競爭中，燃氣運營的安全問題也越來越受到重視。為了保證天然氣的安全供應(yīng)，需要對燃氣的運維、使用、調(diào)度等方面的情況做出全面的分析與判斷，并提出針對性的建議和解決方案。

在智慧城市的建設(shè)中，要加強對信息系統(tǒng)的監(jiān)管力度，建立健全的網(wǎng)絡(luò)體系，以確保系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。同時還要做好應(yīng)急預(yù)案，避免出現(xiàn)突發(fā)事件時，手足無措。緊急事件處理流程如圖2所示。利用云計算技術(shù)，實現(xiàn)遠程的數(shù)據(jù)共享，提高服務(wù)效率。完善燃氣的檢測設(shè)備，為居民提供更多的便利與保障。

圖2 緊急事件處理流程圖

燃氣智能化的核心是信息安全，燃氣用戶在使用過程中，需要通過相關(guān)的技術(shù)手段來保護自身的隱私和財產(chǎn)安全，(1)信息加密。在燃氣運行的整個流程中，必須要保證其機密性，防止泄露，同時還要對數(shù)據(jù)進行嚴格的保密性審查，確保不被他人竊取。(2)密鑰管理。在燃氣的運營期間，要對系統(tǒng)的安全性和可靠性進行進一步的評估與分析，并采取相應(yīng)的措施來保障信息系統(tǒng)的安全可靠。(3)訪問控制。為了有效地避免非法的操作行為，可以采用多種方式實現(xiàn)授權(quán)，如遠程監(jiān)控、防火墻、身份認證等。（4）利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢建立起一個完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，以方便日后的查詢與維護。（5）根據(jù)不同的需求設(shè)計出具有針對性的服務(wù)項目，從而提高客戶的滿意度。

3.6 數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心部分，其主要功能包括數(shù)據(jù)存儲、查詢、統(tǒng)計分析和管理。數(shù)據(jù)庫的建立在智能燃氣行業(yè)的發(fā)展過程中，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的重要性不容忽視。在燃氣用戶的使用中，由于燃氣產(chǎn)品的特殊性，需要對其進行專門的設(shè)計和開發(fā)。因此要根據(jù)具體的情況來對數(shù)據(jù)庫的建設(shè)做出相應(yīng)的規(guī)劃和要求。同時要保證數(shù)據(jù)庫安全可靠，避免出現(xiàn)不必要的問題而影響整個信息系統(tǒng)的運行效率[5]。

4.總結(jié)

綜上所述，基于云計算的燃氣智能運營一體化平臺具有較高的安全性、可靠性和可擴展性，同時也具備較高的可維護性。本文以燃氣用戶的角度出發(fā)，對其進行了深入的探討與分析，并針對性地提出了具體的建議與措施。