長輸天然氣管道場站智慧安防建設(shè)與管理

＊趙三強 王朋云

（國家管網(wǎng)集團西氣東輸公司銀川輸氣分公司 寧夏 750001）

引言

面對國際復(fù)雜的發(fā)展局勢，國際能源供給及價格深受影響，而我國正處于經(jīng)濟高速發(fā)展時期，國家建設(shè)、社會經(jīng)濟發(fā)展對能源依賴性較大，因此，我國積極推動了能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，力求保發(fā)展、促經(jīng)濟，在此過程中，我們提出了“西氣東輸”等戰(zhàn)略構(gòu)象，并敷設(shè)了大量的長輸天然氣管道用以實現(xiàn)預(yù)期戰(zhàn)略目標(biāo)，在此背景下，做好長輸天然氣管道的管理工作則十分重要。因此，國內(nèi)開始側(cè)重長輸天然氣管道場站智慧安防建設(shè)及管理工作，但實際長輸天然氣管道場站在實際運行中產(chǎn)生了信息孤島效應(yīng)、管道維護及檢修信息化水平也相對較差，這嚴(yán)重影響了長輸天然氣管道的管理、使用及場站作用。所以，面對長輸天然氣管道建設(shè)中智慧管理水平較低的現(xiàn)狀，必將充分引入大數(shù)據(jù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)等打造全新的長輸天然氣管道智慧管理平臺及天然氣實時監(jiān)控管理模式，通過引入新技術(shù)、打造新平臺的方式，實現(xiàn)智慧管理，為長輸天然氣管道場站智慧安防建設(shè)與管理提供強大的技術(shù)支撐及堅實保障。

1.天然氣長輸管道建設(shè)智慧管理和控制概述

隨著我國能源轉(zhuǎn)換方式的不斷改進和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，天然氣在各個行業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，其使用比例也得到了大幅度提升，用氣量逐年上漲，涉及的用戶面積和范圍也逐漸上升，讓用氣安全問題日益突出和明顯。企業(yè)要加強天然氣管網(wǎng)的有效建設(shè)，尤其要加強輸氣配送安全。首先，要對燃氣管道展開有效的監(jiān)察，從現(xiàn)實角度出發(fā)，通過信息化系統(tǒng)的智慧建設(shè)來提高管理和生產(chǎn)水平。其次，可以通過建立報裝系統(tǒng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等，讓各種管理分支能夠有效的結(jié)合起來，達到統(tǒng)一管理和統(tǒng)籌規(guī)劃的效果。

長期以來各個信息化系統(tǒng)各自為政，形成了孤島效應(yīng)，數(shù)據(jù)和信息無法在短時間內(nèi)共享，更無法進行數(shù)據(jù)的調(diào)度和挖掘，不利于燃氣企業(yè)的發(fā)展。

我們可以對燃氣企業(yè)的發(fā)展弊端進行大致分析。首先，企業(yè)缺少一體化管理網(wǎng)絡(luò)平臺，某些子系統(tǒng)各自為政，只在本部門使用，無法在整個企業(yè)內(nèi)得到價值的共享[1]，數(shù)據(jù)局限性比較大。其次，天然氣長輸管道的維護和搶修工作缺乏信息化和專業(yè)化程度，導(dǎo)致作業(yè)效率下降。工作人員不了解實際情況，也就無法對維修過程中出現(xiàn)的具體問題展開分析，而現(xiàn)場的維修人員也無法及時和有關(guān)部門人員進行聯(lián)系，導(dǎo)致問題日益嚴(yán)重。

除此之外，天然氣容易出現(xiàn)突發(fā)事件，而針對突發(fā)事件缺乏信息化的應(yīng)急處置程度。中心人員及領(lǐng)導(dǎo)人員即便親臨現(xiàn)場指揮，也由于不熟悉技術(shù)無法對現(xiàn)場的情況進行及時有效解決。有關(guān)部門一定要加強監(jiān)管和優(yōu)化建設(shè)系統(tǒng)可行的建設(shè)目標(biāo)，讓燃氣部門各管理結(jié)構(gòu)和全過程間相互匹配形成健全的生產(chǎn)指標(biāo)，開展全過程遠程監(jiān)控調(diào)動智能預(yù)警制度，讓各級管理人員及時了解不同部門的運行情況。同時對生產(chǎn)現(xiàn)場各數(shù)據(jù)進行分類和分析，建立過程控制和運行異常預(yù)警，對運行策略形成優(yōu)化。

2.中衛(wèi)壓氣站智慧管理與控制的優(yōu)勢與價值

在天然氣管理企業(yè)中建立智慧化調(diào)度運營平臺能夠讓監(jiān)管效率得到進一步強化和提高，也能夠不斷優(yōu)化配置和管理決策過程。天然氣在流轉(zhuǎn)過程中會涉及多種指標(biāo)的考核，通過維修或遠程操作可以得到全過程的監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的安全隱患，采取智能預(yù)警的即時模式[2]。

管理人員一定要提高應(yīng)急指揮調(diào)度的便利性，了解各設(shè)備的實際運營情況，以便加強監(jiān)督力度。此外可以將各種數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，利用大數(shù)據(jù)進行全面分析，加強數(shù)據(jù)監(jiān)測和管理，開展應(yīng)急模擬管理和測試，為企業(yè)的運行提供有效決策，使企業(yè)運營過程中出現(xiàn)的問題可以得到及時有效的解決。

打造天然氣智慧管理平臺和智慧服務(wù)模塊能夠持續(xù)提高用戶的使用感受和滿意程度，也能夠讓企業(yè)建立數(shù)據(jù)信息模塊平臺，掌握所有的用戶信息，進行綜合性的集中考量，對各種類型的用戶分門別類的制定應(yīng)急方案和應(yīng)急措施。加強用戶實施過程的監(jiān)控，在燃氣正常運營過程中也可以記錄下所有的安全系數(shù)以供參考。打造智慧物聯(lián)網(wǎng)模塊，可以具體檢測天然氣運行過程中產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)，通過信息自動技術(shù)加以運用[3]。

與此同時，工作人員在接收到異常情況的報警信號時，要及時趕赴現(xiàn)場，避免危險進一步擴大。燃氣企業(yè)要全面提高危險防御能力，采用智慧管道進行運行，也可以對系統(tǒng)內(nèi)部的管理工作進行記錄，比如記錄車輛行駛軌跡、具體的工作步驟及工作情況。調(diào)度中心工作人員可以采取全方位控制策略，讓市政管網(wǎng)和天然氣網(wǎng)絡(luò)處在定期檢查與監(jiān)督中，減少安全隱患發(fā)生的可能性，即便出現(xiàn)危險也可以及時有效的解決。

3.中衛(wèi)壓氣站天然氣長輸管道建設(shè)的智慧管理特征

(1)建設(shè)天然氣長輸管道智慧化管理有利于資源的統(tǒng)一配置

建設(shè)智慧化調(diào)度指揮平臺能夠在企業(yè)中收集各項數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的管理，用同一標(biāo)準(zhǔn)進行監(jiān)測，這樣一來企業(yè)中不同的業(yè)務(wù)部門能夠相互配合，共同監(jiān)管，全面提高企業(yè)運行的整體性和協(xié)調(diào)性，讓企業(yè)整體工作效率得以提升。從企業(yè)管理人員的自身角度來說，能夠?qū)⑵髽I(yè)內(nèi)部的資源進行更好的統(tǒng)籌和規(guī)劃，為燃氣企業(yè)今后的發(fā)展作出貢獻。

(2)天然氣長輸管道智慧管理能夠進行實時交互的現(xiàn)場指揮

通過搭建智慧化平臺可以建設(shè)車載設(shè)備和視頻設(shè)備，加強和現(xiàn)場工作人員的實際溝通，如果發(fā)生應(yīng)急危險和應(yīng)急事件，有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和管理人員可以在調(diào)度中心的內(nèi)部通過對講機和現(xiàn)場人員展開及時對話，對現(xiàn)場情況加強了解和分析，并制定行之有效的解決策略與方案，提高企業(yè)的應(yīng)對風(fēng)險能力。

(3)天然氣長輸管道智慧化管理能夠進行及時調(diào)度

更加及時的參與到搶修和維護工作中，讓用戶用氣安全得到保障，在智慧化管理平臺建設(shè)時要建立一套與客戶服務(wù)系統(tǒng)相匹配和相銜接的平臺，如果用戶在使用過程中出現(xiàn)問題需要呼叫維修服務(wù)，就可以把中心接報的信息傳送到平臺中進行接線。平臺中的工作人員對于用戶上傳的報警信息可以進行初步的判斷，危險性較高的部分及時聯(lián)系有關(guān)技術(shù)人員展開情況核實，用最快的速度派出維修人員，加強問題的解決速度，全面提高機器設(shè)備的維修效率。對于維修人員來說，智慧系統(tǒng)的初步篩查，能夠為他們過濾掉虛假的信息，減輕工作量和工作壓力，也能夠有效減輕企業(yè)的運行成本，有利于客戶需求的反饋和了解，提升用戶的體驗感和滿意程度[4]。

4.中衛(wèi)壓氣站天然氣長輸管道建設(shè)的智慧管理原則

(1)安全原則

在我國現(xiàn)行經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和能源背景下，天然氣的使用已經(jīng)逐步向城鄉(xiāng)居民的日常生活滲透，無論是用氣量還是用戶的規(guī)模都在不斷攀升，較之以往有了大幅度的提高，這對于燃氣企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作以及安全保障工作來說是一個機遇，也是一個挑戰(zhàn)，對燃氣企業(yè)也提出了更高的要求。所以，必須使用智慧化的手段加強燃氣管網(wǎng)的實時監(jiān)控，確保用氣配送安全。在各種信息化技術(shù)的使用下，系統(tǒng)得到了完善。中衛(wèi)壓氣站全面提高了生產(chǎn)水平和管理水平，建設(shè)了客戶服務(wù)系統(tǒng)、收費系統(tǒng)等智能化管理網(wǎng)絡(luò)，但是不同的系統(tǒng)單元間獨立性比較強，不能通過整合性來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的進一步利用和挖掘，形成了一定程度的孤島效應(yīng)，安全性原則可以說是整個運行過程中最關(guān)鍵的部分，通過建設(shè)管網(wǎng)的控制達到生產(chǎn)運送的目的，為城市用氣安全提供保障。

(2)兼容性原則和先進性原則

在中衛(wèi)壓氣站智慧系統(tǒng)的開發(fā)過程中，一定要保持兼容性和拓展性原則，同時還要具有一定的前瞻性與先進性，在系統(tǒng)的設(shè)計中要達到接口和驅(qū)動程序的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，降低第三方設(shè)備的兼容難度。同時要提高系統(tǒng)和設(shè)備的擴容能力，在后續(xù)使用過程中也要不斷的升級、更新[5]。在系統(tǒng)設(shè)備建設(shè)和使用的過程中如果發(fā)現(xiàn)故障和安全隱患，可以在市場上購買相關(guān)零件進行替換，系統(tǒng)中所涉及的技術(shù)零件由國家多家上市公司提供，不會發(fā)生停產(chǎn)、斷銷問題。先進性原則指的是在系統(tǒng)設(shè)計的過程中要基于成熟的平臺進行開發(fā)，并且要運用各種系統(tǒng)建設(shè)方法保持性能的穩(wěn)定，提高系統(tǒng)的漢化操作程度，使用的軟件一定要符合國內(nèi)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)操作模式，要符合中國居民的使用習(xí)慣。對于常用的大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必須要加強深層開發(fā)和使用，從多個角度加強數(shù)據(jù)的實時處理和優(yōu)化，確保風(fēng)險預(yù)警能夠發(fā)揮其作用。

5.中衛(wèi)壓氣站天然氣長輸管道建設(shè)的智慧管理主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)分析

(1)管道GIS系統(tǒng)

GIS系統(tǒng)又被稱為地理信息系統(tǒng)，它是基于數(shù)字化平臺實現(xiàn)智慧管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)的處理模型，利用基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)和管網(wǎng)電子化數(shù)據(jù)，相互結(jié)合，共同開發(fā)管網(wǎng)地理信息調(diào)配系統(tǒng)。在GIS系統(tǒng)的支持下，可以對基礎(chǔ)的地圖服務(wù)和管網(wǎng)屬性進行查詢分析，改造爆管、關(guān)閥等不同業(yè)務(wù)的具體方法，同時也可以用于回放和定位二次開發(fā)業(yè)務(wù)中。

(2)注重長輸管道泄露問題

在進行長距離運輸過程中，隱藏著相應(yīng)的運輸風(fēng)險。為保證運輸安全性，需要展開放空操作。在進行放空操作過程中，需要做好前期規(guī)劃，應(yīng)對放空次數(shù)嚴(yán)格控制，達到有效減少天然氣損耗的目標(biāo)，保證天然氣運輸效率可以得到切實提升。在對天然氣運輸站場設(shè)備實施檢修過程中，需要做好防控操作，為避免出現(xiàn)泄漏問題，需要將設(shè)備檢修時間控制在規(guī)定范圍內(nèi)，將天然氣放空量控制在最小。

(3)建立完善運營監(jiān)管工作流程

運營監(jiān)管人員以派駐點為單位，與施工單位（隊伍）、監(jiān)理（分部）制定日常工作程序，明確負責(zé)人、聯(lián)系人、匯報流程和溝通方式,并優(yōu)化完善形成制度。建議派駐點運營監(jiān)管人員與監(jiān)理負責(zé)（聯(lián)系）人、施工單位負責(zé)（聯(lián)系）人建立每日早會和晚會制度[6]。

6.天然氣長輸管道建設(shè)的智慧管理平臺設(shè)計

(1)總結(jié)構(gòu)設(shè)計

在總結(jié)構(gòu)設(shè)計中，包括總體業(yè)務(wù)的框架設(shè)計和技術(shù)構(gòu)架的設(shè)計。其中總體業(yè)務(wù)的框架設(shè)計可以根據(jù)中衛(wèi)壓氣站的具體情況加以考量和安排；總體技術(shù)架構(gòu)可以根據(jù)智慧調(diào)度運營平臺管理中心的基本架構(gòu)，采用SOA技術(shù)來實現(xiàn)新應(yīng)用和擴展應(yīng)用之間的相互結(jié)合，利用信息化的模型加強功能和應(yīng)用服務(wù)之間的銜接，并建造數(shù)據(jù)框架來完成功能和數(shù)據(jù)儲存之間的對講。中衛(wèi)壓氣站可以運用SOA系統(tǒng)框架改變傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成方式，以降低平臺運營成本，全面提高系統(tǒng)運行效率，突破孤島模式，提高系統(tǒng)的服務(wù)信息化程度。

(2)平臺功能打造

平臺的功能打造分為多個步驟：

①要加強對資源的統(tǒng)一調(diào)度，把不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)整合，打造標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合GIS系統(tǒng)把檢修人員的車輛信息和位置信息等不同的部位加強統(tǒng)一管理，進行實時監(jiān)控，全面提高企業(yè)的整體維修運營效率，讓資源能夠在某一范圍內(nèi)得到統(tǒng)一的調(diào)度和處理，增加協(xié)同調(diào)度能力，讓各部門間加強工作的配合。

②可以進行統(tǒng)一報接的調(diào)度指揮。客戶服務(wù)系統(tǒng)可以和智能終端相互對接，實現(xiàn)無縫銜接，讓呼叫中心的信息能夠同步傳送到智慧搶修平臺。接線員接收呼叫中心傳遞過來的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)展開危急情況的初步預(yù)測，了解用戶的實際情況，進行工單派單，完成點對點處理，形成服務(wù)系統(tǒng)和搶修系統(tǒng)的雙閉環(huán)效應(yīng)。

③可以通過智能化的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)進行距離的測量，利用地理信息系統(tǒng)的底圖，結(jié)合第三方定位科技，以8s/次的概率對頁面進行刷新，這樣才能實現(xiàn)精準(zhǔn)的定位，自動計算維修單元和發(fā)生危險地點之間存在的距離，智能派單維修人員可以利用智能手機展開一鍵導(dǎo)航或者一鍵撥號，提高維修和養(yǎng)護的效率。

④可以通過智慧的調(diào)度和搶修，提高用戶的體驗感，智慧調(diào)度平臺的建設(shè)能夠更好的履行使命必達的責(zé)任，對用戶的個人信息和GIS系統(tǒng)進行整合，通過智慧搶修平臺和GIS系統(tǒng)測距等不同功能實現(xiàn)管道維修全過程的閉環(huán)控制。

7.結(jié)語

首先，詳細論述了天然氣長輸管道建設(shè)智慧管理和控制的概念，為研究工作的開展奠定了扎實的理論基礎(chǔ)。其次，論述了中衛(wèi)壓氣站天然氣常熟管道建設(shè)的智慧管理特點。最后，闡述了中衛(wèi)壓氣站天然氣長輸管道建設(shè)的智慧管理原則，并在堅守原則的基礎(chǔ)上完成了中衛(wèi)壓氣站天然氣長輸管道建設(shè)智慧管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)、研究、介紹，并以業(yè)務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)保障，巧妙設(shè)計了天然氣長輸管道建設(shè)的智慧管理平臺，詳細闡述了平臺的構(gòu)成及功能。在未來發(fā)展中，長輸天然氣管道的場站智慧安防建設(shè)及管理工作的開展必然深受互聯(lián)網(wǎng)時代的影響，在發(fā)展與優(yōu)化的過程中勢必會呈現(xiàn)出應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、智能技術(shù)等為智慧安防建設(shè)及管理提供技術(shù)保障的發(fā)展新趨勢。