燃氣企業運營調度系統數字化現狀分析及發展

王澤洲，周莉穎 (.北京市燃氣集團有限責任公司第一分公司, 北京 0000;2.北京市燃氣集團有限責任公司第三分公司，北京 000)

0 引言

燃氣是現代城市必備能源，體現了城市的現代化程度以及發展程度，隨著科技的不斷進步和發展，燃氣已走進千家萬戶，成為人們生產生活中不可或缺的重要組成部分。隨著城市清潔空氣計劃的推行，加快了天然氣進入村鎮、進入農戶的腳步。

北京市政府制定了三年空氣清潔計劃，計劃在2015—2018 年將城市污染的PM2.5指標降至合理的水平。作為全國單日消耗量最大的單體城市燃氣企業——北京市燃氣集團有限責任公司(以下簡稱“北京燃氣”)在業務范圍和服務領域持續擴大的情況下，進行了北京重點工程——農村“煤改氣”工程，在市政府及各相關區政府、鎮政府的大力支持和協助下，于2018 年按上級要求在城市及下轄各區全面完成了農村“煤改氣”工作任務。至此為止，使北京再無煤煙影響大氣環境，而是工廠生產使用天然氣電廠發電用天然氣、冬季取暖用天然氣、百姓做飯洗澡用天然氣，天然氣全面覆蓋了人民生產和生活的方方面面開辟了天然氣引領人們生存環境變革和生活水平躍升的新時代[1]。

在北京市藍天工程的實施過程中，北京燃氣作為城市燃氣行業規模主體企業一直奮戰在整體工作的前沿，在工作過程中為了適應這重大的社會責任，將工作做到政府滿意、人民稱心，北京燃氣從日常工作控制中樞——運營調度系統的轉變做起，引入了多個信息數字化子系統，引導北京燃氣及所有下屬分子公司的具體生產運營調度工作，并對其各主要運行指標及重要維、搶修等工作進行監控和指揮。

1 當前北京燃氣運營調度系統數字化的現狀分析

1.1 當前北京燃氣運營調度系統數字化組成結構

北京燃氣運營調度系統經過多年的建設，當前其數字化水平在國際和國內均處于較高的水平，已形成了數據采集監控系統(SCADA)、地理信息系統(GIS)和生產作業系統，以及北京燃氣96777 用戶服務系統、應急指揮綜合管理服務平臺等共8 項相互支撐協作的系統。其中，應急指揮綜合管理服務平臺與北京燃氣96777 客戶服務系統的終端相對接，并借助我國自行研制的北斗定位系統用于運營調度實際工作，共同組成了燃氣企業運營調度系統數字化體系，用以支撐北京燃氣整體運營調度相關業務工作的順利開展。

1.2 當前北京燃氣運營調度系統數字化結構分析

北京燃氣運營調度系統目前主要是由8 項子系統組成，是北京燃氣整體運營工作的指揮中樞——指揮器(通稱駕駛艙)，組成了北京燃氣運營調度系統的數字化結構，并逐項進行分析。

1.2.1 SCADA 系統

SCADA 系統是負責北京燃氣所屬場站監控系統和監測點等各燃氣設備設施遠程終端監控的數據處理、采集、顯示、入庫以及與北京燃氣其他相關系統采集的信息集成，并實現實時的數據交換，以保證SCADA 系統及時、準確、可靠、協調、高效率的工作。通過專屬的通訊系統設施使燃氣管網SCADA 系統數據信息實現共享應用，具有遠程數據采集、監控設備工況和反饋故障信息等功能，負責燃氣管網、設備設施工況和計量儀表狀態監測及其故障信息反饋的系列綜合信息等遠程數據的采集。

1.2.2 GIS 系統

GIS 系統是負責燃氣管網空間數據的管理平臺，通過基礎地形數據結合燃氣管網電子化數據采集，設計開發出特殊的架構模式，實現了燃氣設施基礎地形的地圖服務、燃氣管網屬性的查詢服務、燃氣管網分析的應用服務等提供，并在燃氣管網改造、燃氣管道爆管、燃氣管網關閥等具體工作中得以應用。且基于系統的二次開發定位、信息回放等相關的功能服務，將日常工作使用的燃氣管網、附屬設施設備信息等疊加到帶有具體地理位置坐標屬性的地圖上，并賦予自身相關的地理屬性，加之圖層自身燃氣管線的管徑、材質、設備等的規格型號等相關屬性信息。兩者的結合實現了管網空間數據的統一管理，既可反映該地區全部燃氣管網的全部總貌，又能看清每個設備設施的具體詳細信息，從而實現對燃氣管網完整徹底的管理。同時，還可以通過利用系統提供的各類空間分析工具，為各級領導提供科學的決策依據[2]。

1.2.3 生產作業管理系統

生產作業管理系統是負責北京燃氣所屬各單位的每日施工作業信息發布，包括作業的具體工作時間、作業方案、圖紙信息及各相關配合工作方信息等內容，并隨時跟蹤各燃氣作業現場的工作情況變化，以及及時的作業指導和配合情況等內容，保證北京燃氣各所屬單位燃氣現場作業情況的計劃、方案、現場情況跟蹤指導等工作記錄完整準確，為實現北京燃氣全部現場作業的總協調配合及跟蹤指導提供了一個統一的平臺。

1.2.4 北京燃氣96777 客戶服務系統

北京燃氣96777 客戶服務系統是北京燃氣對接所有用戶，受理燃氣用戶的故障報修及處理。通過燃氣用戶故障的大數據來分析燃氣客戶管理存在的薄弱環節，從而了解燃氣用戶的普遍需求、受理燃氣用戶故障的報修工單處理、結束客戶投訴，提供各類燃氣用戶的信息查詢。并按燃氣用戶的需要不同，為特殊群體提供特質服務，進而提升用戶服務質量，提升用戶滿意度和用戶體驗，提升北京燃氣的企業美譽度。

1.2.5 應急指揮綜合管理服務平臺

應急指揮綜合管理服務平臺是負責北京燃氣應急指揮管理的綜合服務平臺，在其內部設置了燃氣運營調度管理模塊，主要負責向北京燃氣所屬各單位下發調度令和大客戶任務單。其中，調度令是北京燃氣所屬各單位根據轄區管網及各相關設備設施工況和下游燃氣客戶的要求向北京燃氣總部所提出相關工作請求及業務處置等的申請，北京燃氣總部則按照所屬各單位所提出的相關要求內容的級別不同，進行確認審批后，而再行下發的工作指令。大客戶任務單是北京燃氣為配合北京燃氣的各類大客戶的需要而下發至北京燃氣各下屬單位的工作任務單。應急指揮綜合管理服務平臺還通過與北京燃氣96777 客戶服務系統的終端相對接，實現與燃氣用戶報修及用戶服務相關信息的及時共享，以提升北京燃氣相關業務間的融合度，提升企業的工作效率及應急處置能力。

1.2.6 專用遠程視頻軟件

專用遠程視頻軟件是負責北京燃氣總部及各級領導與燃氣作業施工現場進行實時聯絡的應用系統。由于燃氣管網的特殊性，很多管網的作業地為重點區域、市政道路及交通熱點，同時維搶修作業也會使百姓產生焦慮不安的情緒，因此需要燃氣作業在短時間內快速解決，以緩解對城市生活帶來的影響。此系統可將燃氣作業通過遠程視頻方式實現北京燃氣總部及相關的各級領導和專家與燃氣作業施工現場的實時聯絡，便于及時準確地了解和掌握作業現場的具體工作情況，遇有疑難問題可給予專業指導和果斷指揮。并組織作業各參與相關方共同協調配合，對癥下藥，以實現作業現場與各級領導和專家的零距離指導指揮、組織、協調等功能，達到快速準確解決現場實際問題的目的。

1.2.7 中國石油集團公司專用網站(中石油專用網站)

中石油專用網站是負責北京燃氣總部向上游的燃氣供應企業中石油集團提報北京燃氣每日所需要的供用燃氣數量計劃及數量變更情況的專用網站。由于北京燃氣的下游用氣企業的燃氣用量需求隨時可能根據需要進行調整，從而使北京燃氣的供氣量產生變化，對上游企業中石油產氣或配送氣量也會造成一定的影響。因此，使用此專用網站就使北京燃氣與中石油集團間的聯絡更方便更快捷，從而實現燃氣產、供、銷應企業之間的有機配合，合作共贏。

1.2.8 郵件接收系統

郵件接收系統是北京燃氣負責各政府機關部門郵件信息的接收系統。政府部門下發到北京燃氣的關于燃氣相關工作的具體指導和明確要求等信息都是政府部門專門通過該系統下發至北京燃氣，可以隨時下發隨時接收，及時傳達到相關部門和人員，并得以貫徹執行，從而保障政令暢通，具體工作得以順利解決。

1.3 當前北京燃氣運營調度系統數字化效用分析

通過系列數字化系統[3]，實現燃氣相關業務高效規范落實，各項業務有條不紊，按部就班進行，如在局部出現問題，可以在相關系統中體現。通過實時讀取數據和大數據查找，快速準確地發現所發生問題的關鍵節點，查找并確認問題原因，快速判斷，設立方案，緊急處置，將問題處理在萌芽狀態，降低損失。但隨著科技的不斷發展進步，技術不斷迭代創新，部分設備設施出現老化現象，相關系統的各類對應支撐備品備件也日益出現了短缺或停產的趨勢，對企業的生產運營管理也帶來了潛在的威脅不可小覷，技術進步勢在必行。

2 北京燃氣未來運營調度系統數字化的發展

2.1 北京燃氣運營調度系統數字化發展的背景

“雙碳”及能源結構轉型兩大目標的提出，燃氣作為化石能源已面臨逐步減量的不利形勢，科技進步使數字化對企業的影響逐步增強[4]，成為真正的軟實力。因此對燃氣企業這類在運營與服務兩者并重的企業中，通過提升數字化水平、加強數字化建設，與深挖企業內部潛力、苦練自身內部的基本功一樣，同時也是企業能快速提升效能的有力武器。

2.1.1 北京燃氣運營調度系統數字化發展的社會背景

隨著我國“雙碳”目標的推出，“十四五”期間能源結構的繼續轉型升級，天然氣的能源消費比重趨于穩中有降的局面，燃氣企業面臨著前所未有的巨大挑戰。隨著科學技術水平的不斷發展和進步，數字化系統的發展近年來更是日新月異，逐步成為各行各業突破傳統、轉型升級的巨型引擎，也使同行業間拉大差距、競爭越發激烈，競爭維度從初期“產品技術進步”“員工技能培訓”等單純表象的競爭，到目前“科技平臺升級”“操作系統升級”等控制體系軟硬件升級。數字化競爭激烈卻悄無聲息，來不及防范就出現在眼前。因此北京燃氣立足自己、放眼世界，對照國內外的先進燃氣企業找差距，迎頭趕超，為燃氣行業貢獻力量。

2.1.2 北京燃氣運營調度系統數字化發展的科技背景

北京燃氣用企業內部加強數字化管理，向管理要效益、用服務謀發展，提升企業各方面的管理軟硬件水平，為企業謀求未來發展之路。近年來北京燃氣在信息化、數字化管理上進行了不斷深耕，但針對運營調度系統的數字化相比之下，現有運營調度系統的軟硬件水平均有待進一步提升。引進更高效能的技術設備和超前意識的管理理念，加強運營調度系統的改進提升是其中的重要舉措。通過優化固有系統、整合相關子系統打造新平臺和根據需求開發新平臺以及開發新數字化應用等舉措，從而進一步提升企業運營調度管理水平，助力北京燃氣整體管理水平的提升。

2.2 北京燃氣對運營調度系統數字化改進的舉措

北京燃氣對運營調度系統數字化改進的具體舉措[5]，從以下4 方面入手：

(1)優化固有數字化系統以提升管理水平。

將現存的SCADA 系統、GIS 系統和96777 客戶服務系統等隨著數字化技術和水平的不斷提升進一步優化，從關注環境變化、注重科研開發、引進專業人才到升級軟件技術、更新老舊設備等多方面做好優化當前固有數字化系統工作，提升整體管控水平。

(2)整合相關子系統打造新平臺。

將原應急指揮綜合管理服務平臺、遠程視頻軟件和車輛定位軟件、釘釘APP 以及等相關子系統進行整合，打造應急全維度數字化管理系統，內含調度管理模塊可無縫對接北京燃氣所有用戶，保障各類用戶的需要在第一時間實現快速對接、派發、享受專業化服務。通過視頻軟件可實現了解現場情況，實時查看、指揮、指導等功能，全過程都得到了標準化、精細化、全過程閉環管理，且相關的數據、圖片、資料等都自動存入平臺文件庫中，為之后的工作提供參考和指導。

(3)不斷結合實際工作需求開發新數字化平臺。

為實現未來更進一步的發展，跟上時代科技發展和社會需求的腳步，北京燃氣不斷結合實際工作需求開發新的數字化平臺，如打造新的客戶服務系統、根據增值服務等新業務打造新的工作平臺。

(4)不斷結合實際工作需求開發新數字化應用。

燃氣企業運營調度系統數字化不僅在企業內部將相關業務進行綜合管控，實現系統化、規范化管理，提升企業效益，作為燃氣企業數字化系統的重要組成部分可以與企業其他的業務管理系統一起，拓展至燃氣企業之外，與相關的上下游企業及社會上相關的多個層面，建立更多的業務關聯，為企業創造效益，為社會提供服務。

3 實例

3.1 全新的用戶管理系統

全新的用戶管理系統整合原客服系統、計費系統及卡表客戶端，主要作用為統一賬號便于管理，防止數據被盜、方便使用等。目前非居民系統已完成，效果良好，居民系統正在陸續上線試用。

3.2 燃氣應急全維度數字化管理系統

燃氣應急全維度數字化管理系統在原應急指揮綜合管理服務平臺基礎之上，整合了專用遠程視頻軟件、96777 服務平臺數據等系統，采用扁平化管理及工業互聯網理念，實現應急全過程人、機、物全面互聯，打通管網到用戶管理全鏈條，將應急管理和處置全程關聯，大數據打通預案、法規、案例，北斗收集人員、裝備、物資和車輛等信息，5G 的數據聚、融、通，模型算法賦智數據，情景推演復盤案例，共同構建全維度數據的應急互聯網生態，支撐各層級人員針對性使用。

總體設計：構筑如圖1 所示的“二縱”管理框架，形成“兩網絡”如表1 所示，“四體系”如表2 所示。

圖1 燃氣應急全維度數字化管理系統總體設計

表1 氣應急全維度數字化管理系統的兩網絡

表2 燃氣應急全維度數字化管理系統的四體系

4 結語

多年來，天然氣的使用在城市中的普及，尤其是超大城市，面對千萬級的用戶以及諸多的大企業大用戶，北京燃氣作為國有企業承擔著國計民生之大任，雖然自身的發展遭遇了諸多瓶頸，加之用戶的要求不斷提高，數字化技術正是解決這些問題的絕好手段。運營調度平臺的數字化建設，不僅可以提升北京燃氣總體運行效率，降低運營過程中所產生的成本，有效地提升北京燃氣的規范化和數字化水平，還能夠提升燃氣用戶的滿意度，為北京燃氣帶來更好的品牌效益和社會價值。因此，運營調度平臺的數字化建設得到越來越多的重視，也是未來發展的巨大潛力所在。北京燃氣不斷提升企業的數字化水平及管理能力，不斷推進包括運營調度平臺以及其他各業務平臺的數字化建設工作，既推動了我國燃氣事業的發展，也提升了我國大型國有企業的數字化進程和水平。