城市燃氣智慧管網技術應用探討

彭東升

摘要：隨著城市化進程的不斷推進，燃氣供應作為城市發展中的必要工作，需要結合新時代的信息技術，加強燃氣智慧管網技術的應用，提高燃氣供應的穩定性和安全性。不過，結合部分城市的發展來看，燃氣供應管網的設置還存在較多問題，如何應用燃氣智慧管網技術，成為當前很多城市建設和發展中要考慮的問題。為此，本文闡述了城市燃氣智慧管網的規劃要求及技術應用價值，具體分析了智慧管網的功能設計及規劃，提出該技術落實的保障措施，以期促進燃氣行業發展，滿足人民群眾的生活需要。

關鍵詞：城市燃氣；智慧管網；技術應用

新時代，基于各城市的建設和發展，雖然人民對燃氣需求的不斷增加給燃氣行業帶來了較大的發展機遇。不過，在行業競爭激烈和時代發展變化的影響下，各燃氣企業在管網建設中也存在較多挑戰，需要借助信息技術的應用，降低管網運行規模大、燃氣易燃易爆等方面帶來的影響，提高城市燃氣供應的穩定性和安全性。但是在多方面因素的影響下，當前部分城市尚未關注燃氣智慧管網技術。基于該技術在燃氣管網上的狀態監督、危險預警、事故分析等方面的價值，有必要進行城市燃氣智慧管網技術的應用探討。

一、城市燃氣智慧管網的規劃要求

基于時代發展的影響，各行業的生產經營都應積極關注信息技術的應用。結合當前城市中的燃氣管道鋪設情況來看，積極借助燃氣智慧管網技術，能有效增強管網鋪設和運維的效果。在燃氣智慧管網的規劃設計中，要落實以下三方面要求：

第一，要控制智慧管網的成本。在借助信息化技術構建燃氣管網時，需要結合當地城市的發展現狀，積極考慮智慧管網建設成本，其中包括人力成本、物資成本、技術引進成本、軟件設計成本等，同時也要關注智慧管網系統后續的運維費用和檢修費用，從而在合理應用燃氣智慧管網技術的情況下，提高技術應用的性價比。

第二，要控制智慧管網的安全性。目前，各城市中的燃氣管網建設具有較多的形式，無論選擇何種形式，都要落實安全第一的生產原則。因此，在應用智慧燃氣管網技術時，應先提高硬件設備的安全性，保證UPS電源的供電穩定性。同時，也要對計算機軟件的智能算法進行優化，借助可靠的編程設計，構建更加安全的應急程序和穩定的應急管理系統，提高系統的安全性。此外，要加強對施工圖紙的優化和后續的數據監測工作，確保燃氣智慧管網的安全性。

第三，要控制智慧管網的先進性。在城市中應用燃氣智慧管網技術時，應積極參考新時代先進技術的應用價值，確保所應用的技術具有先進行和可靠性。在進行系統設計時，要關注人性化的特點，基于人機交互方面的需求和程序兼容性、開放性的需求，增強技術的先進性。同時，要為智慧管網留下足夠的技術升級空間，便于后續的技術升級和設備更新。

二、城市燃氣智慧管網技術的應用價值

在當前燃氣行業的發展中，積極應用信息化技術，可以提高燃氣輸送的安全和穩定性，降低后續的維護費用，提高服務質量，由此可見，智慧化的燃氣管網技術在實際應用中價值比較高。具體有以下三方面的應用價值：第一，在燃氣智慧管網技術的支持下，可對燃氣管網的運行狀態進行模擬，有利于對管網進行科學的管理和設計，并在監測和優化中，減少燃氣浪費，提高管網資源的利用率，進一步延長管網的使用壽命，降低維護成本。第二，在信息化技術的應用過程中，可實現管網數據的高效傳輸共享，有利于提高供氣的穩定性，確保在用氣高峰實現高效的燃氣輸配。同時，智慧化的管網技術也能降低人力成本，提高全員的管理能力。第三，智慧管網技術具有安全風險模擬的功能，與傳統的燃氣管網相比，可及時發現各類故障問題和故障地點。在客戶服務、營業收費、SCADA生產調度、應急指揮等系統的配合下，有利于縮短事故的處理時長，減輕事故的影響與危害。

三、城市燃氣智慧管網的功能設計及規劃

結合城市建設發展需要，在構建燃氣智慧管網過程中，需要明確建設目標。具體包括以下五點：第一，要構建分布式、分級的信息數據庫，包括地下燃氣管線、周邊環境、沿線地形等方面的數據信息。第二，要針對智能化燃氣管網構建信息化技術系統，且要順應網絡化、空間化、智能化和數字化趨勢。第三，要建設公共數據交換服務平臺，同時針對智能化燃氣管網的需要，做好管理服務中心的建設以及動態數據采集、傳輸等工作。第四，要針對建設信息完善檔案規范制度和信息更新制度，確保對燃氣管網進行動態化的管理和數據更新、保存。第五，要做好燃氣管網的信息監測工作，在數據收集和分析下，完成對管網的泄漏報警、日常巡護、事故搶修等工作。

（一）數據采集設計

在構建智能燃氣管網的過程中，要開展數據收集工作，為城市燃氣智慧管網技術的應用奠定基礎。具體要做好以下兩點：第一，數據采集作為智慧燃氣管網技術應用中的要點工作，要積極做好監測點的布設工作，為數據的收集奠定基礎。各監測點采集的數據和參數較多，不僅有管道閥門和分叉節點的壓力和濕度，還包括管道的溫度和流量。常見的數據采集設備包括壓力傳感器、濕度計、測溫計和流量傳感器。此外，在管道接口位置還有可燃氣體的探測器和管道沿線的振動檢測儀，可對管道泄露和振動情況進行檢測。第二，在數據采集過程中，借助入戶安檢管理系統的支持，可以將工商用戶的抄表識別和巡檢功能融為一體，有利于省略以往抄表前的表單印刷工作和抄表后的數據統計工作，在自動化的實時抄表和數據傳輸、整理、分析下，能更好地滿足智能燃氣管網對數據信息的需求。

（二）管理平臺構建

在完成數據的收集后，為了發揮數據的應用價值，需要借助管理平臺，為數據的應用提供支持。當前，城市燃氣智慧管網的管理平臺可以分為以下四個方面：基礎設施管理平臺、外部服務平臺、系統支撐平臺和內部應用管理平臺，具有數據收集應用、管網運行在線監測、決策輔助、事故預警等功能。為了更好地構建管理平臺，需要落實好以下工作：第一，構建應用體系，內容上要包括業務管理、生產監測、設備管理、安全預警等方面，應用層次上要包括城管單位、市政單位和燃氣公司，在為三級管理部門提供信息服務后，更好地體現智慧化燃氣管網技術的價值。第二，建設數據庫，既要包括城市管網施工相關的水文地質信息、氣候信息、上層植被信息、主要自然災害信息、其他管道的鋪設信息和道路交通信息，也要對管道材料質量信息、物價信息、人力資源信息和主要建筑規劃信息進行收集，在不斷豐富數據庫后，基于云計算和物聯網技術，提高數據的應用價值。第三，要提高管理平臺的應用安全性，一方面，要降低內部人為因素的影響，可以借助制度完善、培訓等，避免出現人為的數據損壞和盜取；另一方面，要降低外部因素的影響，比如，可以借助數據備份、防火墻等技術，降低黑客的影響。

（三）視頻遠程監控

在應用燃氣智慧管網技術的過程中，要積極做好視頻遠程監控，可以及時發現問題并進行事故預警，有利于降低管網損壞造成的損失。具體而言：第一，結合燃氣的易燃易爆特點，要實時智能化監測燃氣傳輸系統，并在GIS系統和SCADA系統的支持下，實現事故預警和精準定位的功能，從而提醒維護人員及時對故障進行處理。第二，除了對LNG/CNG儲配站、主干管道、門站等進行重點監測，還應在事故處理時做好監測工作。基于視頻監控技術的應用，既可以查看指定區域的管網運行情況，也能查看事故區域的維護情況，并在必要時借助語音指揮及時調整維護人員的現場操作，確保搶修具有可靠性。需要注意的是，視頻監測的方式較多，可以結合當地環境和其他方面的需求，選擇移動網絡傳輸、有效傳輸、微波傳輸等方式。

（四）泄漏預警設計

燃氣雖然可以為人民提供較多的服務，但是作為易燃易爆的危險品，需要強調在信息收集和視頻監控下，完成及時、可靠的泄露預警。具體需要做好以下三點：第一，要結合燃氣管網輸送距離過長帶來的影響，及時摒棄以往的人工排查方式，借助燃氣泄露監控系統，對燃氣的輸送源頭到客戶的終端進行全過程的監測，實現合理的預警工作。第二，在系統監測到管線泄露時，故障信息傳輸到控制中心的同時，在聲光報警器的作用下，還可及時提醒維護人員處理。第三，系統會在電子地圖上顯示事故地點，并標注其周圍的建筑信息和道路信息，同時借助短信的形式通知不在工作室的員工。事故完畢處理后，工作人員要進行工作匯報，在監控中心確認管道維護成功后，才可解除泄露警報。

（五）調度平臺設計

結合工程搶修的價值，要做好調度管理平臺的構建，確保在接收到泄露預警信號后，工作人員及時做好調派、出發、搶修和匯報工作，并在物質調度和相關部門的配合下，確保搶修的質量和效率。具體需要做好以下三點：第一，要關注車輛調度系統的經營，可以結合GPS、GIS和互聯網技術，為維護車輛提供狀態檢測、實時定位、調度控制等服務，在統一管理和調度中，能更快、更好地完成事故搶修。第二，調度平臺還應結合各類事故的影響，提前做好人員巡視路線的優化和重要事故的應急預案，進而縮短事故的反應時間，保證緊急事故的處理效果。第三，為了維護人員的安全性并保證泄露的處理效果，在調度平臺的應用外，還可以借助全自動的管道閥門關閉功能，及時關閉泄露故障管道的上一級管道閥門。

四、城市燃氣智慧管網技術的落實措施

（一）正確規劃管線施工

在結合城市燃氣需要進行智慧管網的施工時，要在做好頂層智慧管網的功能設計及規劃工作后，參考實際的城市發展情況，做好管網線路的規劃設計工作，既要避免和其他管路形成沖突，又要確保管線路徑的合理性，從而降低施工量以及對道路交通的影響。在管線規劃中，可以結合市政檔案明確各電力、通信、污水管道的鋪設區域、層次，降低管線之間的影響。同時，參考市政規劃中的建筑施工、道路施工情況，降低管線鋪設和市政工程的沖突影響。

（二）合理選擇施工技術

在進行城市燃氣智慧管網的施工中，要借助合理的施工技術，降低對管線的損傷并提高管線的鋪設質量。具體的技術選擇要注重以下四點：第一，在管線坑道挖掘中，要選擇合理的支護技術，選擇定向鉆或頂管施工技術，避免土方開挖和城市原貌遭到破壞。第二，優化管路的連接和加固技術，確保施工中管線的安設具有穩定和安全性。第三，關注土體沉降處理技術的應用，并在優化施工流程、合理落實設計圖紙后，提高燃氣智慧管網的建設質量。第四，對于GIS數據采集、各管理平臺、燃氣泄漏預警、視頻遠程監控、SCADA生產調度與應急指揮等系統的施工安裝，除了要關注施工單位的資質外，還要考查其是否具備成熟的安裝實戰經驗和運行調試能力。

（三）做好施工人員的培訓

在燃氣智慧管網的施工中，要重視發揮人才的價值，做好人員的培訓工作。具體要做好以下三點：第一，應做好宣傳工作，“線上+線下”的宣傳方式可以有效提高員工對智慧管網的重視和了解，有利于提高施工人員的積極性和管理的責任心。第二，應做好培訓工作，在培訓中既要對培訓內容進行完善，也要理選擇培訓手段，在培訓中提高員工的綜合能力，進而不斷提高和增強燃氣管網的施工質量和系統的管理效果，體現出智慧燃氣管網技術的落實價值。第三，做好人員的招聘工作，快速組建高素養、高能力的管理隊伍，同時合理進行崗位配置和工作調整，并落實一定的激勵措施，提高員工的工作積極性。

（四）強調施工質量監管

為了提高燃氣智慧管網的建設質量，在智慧管網的施工過程中，要做好智慧管網各個施工環節的質量監管工作，提高智慧管網整體的施工質量。具體要做好以下三點：第一，要結合智慧管網的設計需要，合理采購相關的材料、設備，并對其質量進行檢測，確保施工設備的穩定性。第二，在施工中構建并完善施工管理制度，引導和規范員工的行為，使施工按照智慧管網的設計需求進行。第三，做好現場的交底工作，確保施工具有可靠性。同時，還要在施工完成后做好質量驗收工作，確保智慧管網各個施工環節的合理性。

五、結束語

綜上所述，結合城市燃氣智慧管網的規劃建設，需要城市在燃氣管道的鋪設中積極應用信息化技術，在技術的支持下，降低安全隱患、管網復雜、規模龐大、維護困難等方面的影響，提高燃氣管網的建設價值。但是在多方面因素的影響下，目前部分城市的燃氣管網建設還存在一定的問題，需要對應的建設單位在智慧管網的規劃中，積極關注數據采集設計、管理平臺構建、泄漏預警設計、視頻遠程監控、工程搶修設計等工作，為智慧管網的建設奠定基礎。同時，施工中還應強調施工的規劃管理、施工技術的合理選擇、施工過程的質量監管等工作，確保燃氣智慧管網技術得到有效應用，以滿足城市的智能化發展。

參考文獻：

[1]張修男.城市燃氣智慧管網技術的探究[J].智能建筑與智慧城市，2022（05）：166-168.

[2]曾岳梅，馬志，陳鐵牛，程黎，李英杰.智慧管網安全運營平臺的應用研究[C]//.2020年燃氣安全交流研討會論文集、調研報告，2020：11-14.

[3]鄭仁拯.濰坊市城市燃氣管道系統智慧化現狀分析[C]//.中國燃氣運營與安全研討會（第十屆）暨中國土木工程學會燃氣分會2019年學術年會論文集（中冊），2019：521-522.

[4]高媛.智能技術在城市燃氣輸配管網系統的應用研究[D].北京建筑大學，2017.

[5]謝廷遠，梁金祿，方麗萍，石海信，李玉星，朱志平.廣西城市燃氣智慧管網技術研究[J].廣東化工，2017，44（09）：148-149+151.

[6]張超.物聯網技術在智慧城市燃氣管網監控的應用[J].科技視界，2014（26）：87-88.