系統(tǒng)論在城市燃?xì)鈪^(qū)域計(jì)量分區(qū)的應(yīng)用

秦 剛, 萬(wàn) 云, 王 宇

(1.四川省高發(fā)城鎮(zhèn)燃?xì)庋芯吭河邢薰? 四川 成都 610000; 2.彭州華潤(rùn)燃?xì)庥邢薰? 四川 成都 611930)

1 概述

1.1 燃?xì)馄髽I(yè)經(jīng)營(yíng)管理要素

城市燃?xì)獍踩珕?wèn)題主要集中在泄漏后形成的爆炸及燃?xì)獠煌耆紵龑?duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的影響。泄漏或是燃?xì)廨斉溥^(guò)程中管道自然腐蝕、第三方破壞等原因造成,或是在用戶端,用戶用氣操作不規(guī)范、生物咬食戶內(nèi)管道造成。泄漏燃?xì)饩鄯e造成爆炸,危害極大。在燃燒過(guò)程中燃?xì)獠煌耆紵a(chǎn)生的一氧化碳,也會(huì)造成生命危險(xiǎn)。另外,與各用戶的貿(mào)易結(jié)算,目前燃?xì)馄髽I(yè)普遍采用定期與用戶結(jié)算用氣量,如何做到燃?xì)馄髽I(yè)與用戶之間的公平結(jié)算,對(duì)燃?xì)馄髽I(yè)的經(jīng)營(yíng)起著至關(guān)重要作用。

鑒于以上原因,燃?xì)馄髽I(yè)要持續(xù)保障企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理,首先要做到控制燃?xì)廨斉浒踩?關(guān)注用戶安全使用燃?xì)?同時(shí)還要做到燃?xì)馄髽I(yè)與用戶之間公平貿(mào)易結(jié)算。所以燃?xì)馄髽I(yè)的經(jīng)營(yíng)管理三要素為:管道設(shè)備設(shè)施、用戶、計(jì)量。

三要素并非獨(dú)立存在,而是存在一定的依存關(guān)系。管道設(shè)備設(shè)施是為用戶輸送燃?xì)獾倪\(yùn)輸載體,而燃?xì)夤艿赖慕ㄔO(shè)、規(guī)劃需要根據(jù)區(qū)域用戶發(fā)展情況、區(qū)域用戶用氣量來(lái)決定,用戶的用氣量通過(guò)計(jì)量數(shù)據(jù)體現(xiàn),計(jì)量數(shù)據(jù)可以反映用戶用氣狀態(tài),可根據(jù)流量的變化進(jìn)行氣源調(diào)度,并指導(dǎo)設(shè)備設(shè)施維護(hù),保障用戶用氣安全。

1.2 燃?xì)鈪^(qū)域計(jì)量分區(qū)提出

城市燃?xì)獾挠?jì)量分為貿(mào)易計(jì)量和管理計(jì)量,氣源端貿(mào)易計(jì)量用于與上游單位的氣量結(jié)算,用戶端貿(mào)易計(jì)量用于用戶端的氣量結(jié)算。管理計(jì)量則主要用于氣源調(diào)度、安全管控及輸配計(jì)劃等。

本文提出城市燃?xì)鈪^(qū)域計(jì)量分區(qū)(簡(jiǎn)稱計(jì)量分區(qū))管理模式,以流量變化作為重要依據(jù),通過(guò)設(shè)立計(jì)量裝置,以計(jì)量裝置為界,計(jì)量裝置后的管道設(shè)備設(shè)施、用戶等管理要素作為分區(qū)管理對(duì)象,將區(qū)域進(jìn)行細(xì)分,縮小數(shù)據(jù)基數(shù),利用數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)流量實(shí)時(shí)監(jiān)控,通過(guò)信息化手段建立流量波動(dòng)模型、分區(qū)調(diào)度模型、實(shí)時(shí)供銷差模型,通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與管道流量監(jiān)控的標(biāo)準(zhǔn)曲線、用戶負(fù)荷曲線進(jìn)行對(duì)比后的綜合分析,實(shí)現(xiàn)安全調(diào)度輸配及輸差管理的預(yù)警、預(yù)案固化及主動(dòng)干預(yù)。

2 系統(tǒng)論

① 計(jì)量分區(qū)管理建設(shè)流程

城市燃?xì)鈪^(qū)域計(jì)量分區(qū)管理建設(shè)流程見(jiàn)圖1。計(jì)量分區(qū)管理的建設(shè)包含了輸配管理現(xiàn)狀調(diào)研、總體方案確定、投資預(yù)算、計(jì)量裝置安裝次序確定、信息化平臺(tái)搭建、管理架構(gòu)變化、異常管理及管道、設(shè)備設(shè)施維護(hù)7個(gè)步驟。輸配管理現(xiàn)狀調(diào)研是對(duì)燃?xì)馄髽I(yè)自身家底的摸清,投資預(yù)算、計(jì)量裝置安裝次序確定及信息化平臺(tái)搭建是實(shí)現(xiàn)過(guò)程,管理架構(gòu)變化、異常管理及日常維護(hù)屬于保障措施?？傮w方案確定是7個(gè)步驟中最重要的一步,一項(xiàng)技術(shù)管理的實(shí)現(xiàn),得益于總體方案的方向性、準(zhǔn)確性及可操作性,而在總體方案確定中,最關(guān)鍵的一步是計(jì)量分區(qū)的確定。

圖1 城市燃?xì)鈪^(qū)域計(jì)量分區(qū)管理建設(shè)流程

為了保障用戶用氣可靠,城市燃?xì)夤艿劳ǔ２捎铆h(huán)形管網(wǎng),計(jì)量分區(qū)之間存在輸配工藝聯(lián)系,該聯(lián)系是否科學(xué),是計(jì)量分區(qū)是否適合的重要判斷依據(jù)。所以需要一種可以立足整體,關(guān)注要素個(gè)體發(fā)展,但能夠?qū)⒄w與各要素建立邏輯關(guān)系的科學(xué)理論作為計(jì)量分區(qū)的指導(dǎo)[1]。

② 系統(tǒng)論的概念

系統(tǒng)論[2-3]的核心思想是系統(tǒng)的整體觀念。任何系統(tǒng)都是一個(gè)有機(jī)的整體,它不是各個(gè)部分的機(jī)械組合或簡(jiǎn)單相加,系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒(méi)有的性質(zhì)。

計(jì)量分區(qū)管理通過(guò)區(qū)劃的方式,分解出若干個(gè)三要素融合在其中的子單元,使得經(jīng)營(yíng)三要素的反饋更加突出,數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)時(shí)效性,管理邏輯更為清晰,通過(guò)實(shí)現(xiàn)子單元的管理從而實(shí)現(xiàn)燃?xì)馄髽I(yè)的管理。系統(tǒng)論作為重視整體發(fā)展、關(guān)注元素自身特點(diǎn)及各元素間聯(lián)系的科學(xué)理論,適合對(duì)計(jì)量分區(qū)進(jìn)行指導(dǎo)。

3 系統(tǒng)論在計(jì)量分區(qū)中的應(yīng)用

3.1 整體性原則的應(yīng)用

整體性原則是系統(tǒng)論中最重要的原則,在計(jì)量分區(qū)中是最重要的考量因素[4]。

在計(jì)量分區(qū)時(shí)應(yīng)充分考慮現(xiàn)有燃?xì)廨斉涔に囮P(guān)系,根據(jù)歷史輸配情況、城市建設(shè)情況、發(fā)展規(guī)劃等,將安全重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域、數(shù)據(jù)異常區(qū)域、重點(diǎn)調(diào)度區(qū)域進(jìn)行區(qū)分,結(jié)合已建設(shè)的閥門(mén)、閥井、計(jì)量柜的情況,綜合考量區(qū)劃邊界,不能簡(jiǎn)單參照城市行政區(qū)域進(jìn)行簡(jiǎn)單劃分。同時(shí),應(yīng)在保障各分區(qū)平穩(wěn)供氣的前提下,考慮計(jì)量設(shè)備量程、整體建設(shè)投資等。因?yàn)槌鞘腥細(xì)馀c其他天然氣項(xiàng)目不同,城市燃?xì)饩哂胁粩喟l(fā)展性,所以在計(jì)量設(shè)備量程確定上,需要結(jié)合分區(qū)內(nèi)的發(fā)展情況進(jìn)行預(yù)估,從而采用合理量程的計(jì)量設(shè)備。

在計(jì)量分區(qū)時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)基數(shù)變化的關(guān)系。城市燃?xì)庾畲蟮挠脩羧簽榫用裼脩?其用氣特點(diǎn)為單體用氣量小、壓力低。而近年來(lái)多次燃?xì)獗ㄊ录鶠榫用裼脩羧細(xì)庑孤?dǎo)致,計(jì)量分區(qū)技術(shù)流量波動(dòng)模式就是專為解決微泄漏無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理而存在的,該模式可以實(shí)現(xiàn)流量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)曲線與歷史曲線的對(duì)比,但數(shù)據(jù)對(duì)比的關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)基數(shù)。一旦計(jì)量數(shù)據(jù)過(guò)大,微小的流量波動(dòng)便無(wú)法凸顯,而數(shù)據(jù)基數(shù)與計(jì)量分區(qū)內(nèi)用戶數(shù)量有直接的關(guān)系。在計(jì)量分區(qū)時(shí),應(yīng)將數(shù)據(jù)基數(shù)作為重要的考量因素,進(jìn)行計(jì)量分區(qū)。

計(jì)量分區(qū)打破了傳統(tǒng)的管理壁壘,需要技術(shù)推進(jìn)、邏輯關(guān)系梳理、分區(qū)建設(shè)、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系梳理、人員架構(gòu)調(diào)整等諸多環(huán)節(jié),最終形成了具有平行、遞進(jìn)關(guān)系的復(fù)雜管理系統(tǒng)。特點(diǎn)是數(shù)據(jù)龐大、管理層級(jí)復(fù)雜,彼此間并不是簡(jiǎn)單的串、并聯(lián)關(guān)系,雖然分區(qū)之間有界線,但在實(shí)際的管理與經(jīng)營(yíng)中相互影響,相互制約,各分區(qū)間的輸配具有關(guān)聯(lián)性。所以需要充分將各個(gè)分區(qū)考慮為一個(gè)綜合的管理分區(qū),是小型的業(yè)務(wù)管理單元,通過(guò)科學(xué)地管理各個(gè)小型的業(yè)務(wù)管理單元,使整個(gè)燃?xì)馄髽I(yè)得到最佳的管理效果。

3.2 層次性原則的應(yīng)用

在系統(tǒng)論中,層次性原則也是一個(gè)非常重要的原則,指在系統(tǒng)任何一個(gè)層次都是由多個(gè)更低層次的子系統(tǒng)或者元素所組成,但每一個(gè)系統(tǒng)的層次性質(zhì)或功能不僅僅是它包含的子系統(tǒng)或元素的性質(zhì)或功能的簡(jiǎn)單加和[5]。

城市燃?xì)馄髽I(yè)可采用疊層式方式將分區(qū)劃為3個(gè)級(jí)別。通過(guò)數(shù)據(jù)處理分析中心,可以跨越上一級(jí)分區(qū),直接管理下級(jí)分區(qū),各級(jí)分區(qū)將計(jì)量數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)處理分析中心,然后根據(jù)此數(shù)據(jù)完成各分區(qū)的氣源精準(zhǔn)調(diào)度、安全運(yùn)行保障等工作。在計(jì)量數(shù)據(jù)的關(guān)系上看,城市燃?xì)馄髽I(yè)計(jì)量總量等于各一級(jí)分區(qū)計(jì)量總量之和,一級(jí)分區(qū)計(jì)量總量等于各二級(jí)分區(qū)計(jì)量總量之和,二級(jí)分區(qū)計(jì)量總量等于各三級(jí)分區(qū)計(jì)量總量之和,三級(jí)計(jì)量分區(qū)是最小的計(jì)量單元。各一級(jí)分區(qū)間相對(duì)獨(dú)立,一級(jí)分區(qū)含有多個(gè)二級(jí)分區(qū),二級(jí)分區(qū)含有多個(gè)三級(jí)分區(qū),三級(jí)分區(qū)之間相對(duì)獨(dú)立,但平級(jí)分區(qū)之間并非絕對(duì)獨(dú)立,其具有輸配關(guān)聯(lián)性,因各分區(qū)由于不同時(shí)段的用氣量需求不同,也會(huì)進(jìn)行一定的調(diào)配,造成相互影響。從屬關(guān)系的一、二、三級(jí)分區(qū),也不僅僅是簡(jiǎn)單的計(jì)量加和關(guān)系,各一、二級(jí)分區(qū)內(nèi)也存在輸配的關(guān)聯(lián)性及復(fù)雜的氣源分配邏輯,所以分區(qū)時(shí),一定要以分區(qū)內(nèi)的輸配關(guān)系作為分區(qū)的出發(fā)點(diǎn),綜合考慮管理的便捷性及經(jīng)營(yíng)三元素之間的關(guān)系,再進(jìn)行分區(qū)的細(xì)化,從而做出相應(yīng)的調(diào)整。

3.3 開(kāi)放性原則的應(yīng)用

開(kāi)放性原則是指無(wú)論是系統(tǒng)還是系統(tǒng)所包含的子系統(tǒng)或元素都存在與環(huán)境之間的聯(lián)系,都處于可以持續(xù)變化的動(dòng)態(tài)[6]。

城市燃?xì)庖员Ｕ习踩椒€(wěn)用氣為第一要素,由于各區(qū)域用氣特點(diǎn)的不同,因此普遍存在用氣不規(guī)律、波峰波谷差值大等特點(diǎn),用氣特性復(fù)雜。隨著城市不斷發(fā)展建設(shè),各類型用戶也隨之增長(zhǎng),但是各類用戶對(duì)燃?xì)獾男枨蟛煌?導(dǎo)致燃?xì)馄髽I(yè)對(duì)于不同用戶的管理重心也存在差異化。計(jì)量分區(qū)管理的目的性也存在不同:對(duì)于高后果區(qū)較多的分區(qū),重點(diǎn)工作關(guān)注流量波動(dòng)模型的建設(shè)及應(yīng)用;對(duì)于重點(diǎn)用戶多、異常區(qū)域多的區(qū)域,重點(diǎn)工作為關(guān)注實(shí)時(shí)供銷差監(jiān)控分析模型的建設(shè)及應(yīng)用,同時(shí)根據(jù)實(shí)際需求確定最小計(jì)量分區(qū)數(shù)量;對(duì)于分區(qū)與分區(qū)之間,重點(diǎn)關(guān)注分區(qū)氣源預(yù)測(cè)和調(diào)度模型的建設(shè)及應(yīng)用。

分區(qū)并非固定的,可根據(jù)用戶發(fā)展情況,對(duì)分區(qū)級(jí)別進(jìn)行動(dòng)態(tài)劃分,也可根據(jù)分區(qū)內(nèi)用戶性質(zhì)變化進(jìn)行,對(duì)關(guān)注重點(diǎn)進(jìn)行重新劃分,采用不同模型,根據(jù)科技不斷提升修正模型,變化數(shù)據(jù)收集通道等。同時(shí)分區(qū)級(jí)別也不是固定的,各燃?xì)馄髽I(yè)可根據(jù)自身的管轄區(qū)域、用戶性質(zhì)進(jìn)行多個(gè)級(jí)別的分區(qū)劃分,同時(shí)隨著用戶不斷發(fā)展,管理精益化需求不斷提升,也可在原分區(qū)級(jí)別下再進(jìn)行下一級(jí)別計(jì)量分區(qū)。

4 系統(tǒng)論指導(dǎo)下的計(jì)量分區(qū)實(shí)例

PZ天然氣公司所管轄區(qū)域由山地、丘陵和平原構(gòu)成,且工業(yè)用戶眾多。PZ天然氣公司根據(jù)系統(tǒng)論,對(duì)所管轄區(qū)域進(jìn)行細(xì)分,PZ天然氣公司分區(qū)見(jiàn)圖2。

圖2 PZ天然氣公司分區(qū)

PZ天然氣公司根據(jù)整體性原則,以企業(yè)管理作為核心抓手,分成了13個(gè)一級(jí)分區(qū)。利用層次性原則,進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分,以一級(jí)分區(qū)A為例,根據(jù)一級(jí)分區(qū)A區(qū)域管道工藝關(guān)系及用戶特征,將一級(jí)分區(qū)A分為2個(gè)二級(jí)分區(qū),其中二級(jí)分區(qū)A2以自建小區(qū)為主,根據(jù)PZ天然氣公司一級(jí)分區(qū)A的管理能力,將二級(jí)分區(qū)A2分為2個(gè)三級(jí)分區(qū)。根據(jù)開(kāi)放性原則,次高壓管道作為燃?xì)廨敋獾闹鞴艿?承擔(dān)著一級(jí)分區(qū)的輸配重?fù)?dān),為單獨(dú)的一級(jí)分區(qū)。中壓管道未單獨(dú)細(xì)分。

根據(jù)各區(qū)域的功能與特點(diǎn)不同,進(jìn)行不同方向的重點(diǎn)管理。一級(jí)分區(qū)A是P市重點(diǎn)工業(yè)區(qū)域,工業(yè)用戶數(shù)量占比較高,PZ天然氣公司重點(diǎn)考慮該區(qū)域用氣異常問(wèn)題,通過(guò)實(shí)時(shí)供銷差模型的數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)了用氣異常用戶,并進(jìn)行主動(dòng)干預(yù)。近年來(lái)P市城市建設(shè)速度加快,擴(kuò)建、新建多條主干道路,建設(shè)項(xiàng)目主要集中在一級(jí)分區(qū)B內(nèi),該區(qū)域的安全用氣也是近年P(guān)Z天然氣公司的重點(diǎn)關(guān)注問(wèn)題。通過(guò)流量數(shù)據(jù)波動(dòng)模型的應(yīng)用,PZ天然氣公司多次發(fā)現(xiàn)違規(guī)施工導(dǎo)致的燃?xì)庑孤?主動(dòng)進(jìn)行干預(yù),避免了燃?xì)怆U(xiǎn)情的發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

利用系統(tǒng)論作為指導(dǎo)思想,聯(lián)系城市燃?xì)鈪^(qū)域計(jì)量分區(qū)中的各種邏輯關(guān)系需求,從整體性、層次性、開(kāi)放性對(duì)城市燃?xì)鈪^(qū)域計(jì)量分區(qū)中的各種邏輯關(guān)系需求進(jìn)行梳理及規(guī)劃,完成城市燃?xì)鈪^(qū)域計(jì)量分區(qū)。

城市燃?xì)鈪^(qū)域計(jì)量分區(qū)要以燃?xì)馄髽I(yè)的管理發(fā)展作為出發(fā)點(diǎn),關(guān)注各級(jí)分區(qū)的獨(dú)立發(fā)展,以全局性的眼光、動(dòng)態(tài)的發(fā)展為指導(dǎo)思想,保障城市燃?xì)鈪^(qū)域計(jì)量分區(qū)的科學(xué)性,推進(jìn)管理模式落地,最終實(shí)現(xiàn)城市燃?xì)馄髽I(yè)安全運(yùn)營(yíng)。