城市燃气管网运行的智能化研究

摘要：随着城市化进程的加快，我国的燃气行业发展迅速，城市燃气管道为经济发展和人民生活提供了能源上的保障，天然气管道在城市中的智能化功能越来越强大。本文对当前城市燃气管网运行的智能化系统进行分析，从而保证管网的运行安全。

关键词：运行管理；调压器；管网抢修

中图分类号：TU996 文献标识码： A

引言

城镇燃气行业作为社会、民生的基础产业，是国家发展繁荣的重要能源产业之一。燃气管网的建设管理、运行与维护和国家能源资源结构、产业布局、经济发展规划以及相关政策制定密切相关，同时也和我国的能源资源现有条件、能源资源输入可能性以及国家能源战略性安全等密切相关。天然气作为一种清洁绿色能源，逐渐取代了其他污染较大的能源，成为了城市的主要供应能源。随着中国经济社会的高速发展，人民生活水平的日渐提高，燃气需求量日益增长，城市燃气建设进入了快速发展时期。对城市燃气管网的建设和管理都提出了更高的要求。

一、数据存储与管理

将属性数据与空间数据紧密结合是地理信息数据组织与管理中最为关键的一步。因此，能够查询空间管线位置及管线设备资料信息是燃气地理信息系统的重要管理功能。即从空间位置检索空间物体及其属性、从属性条件检索空间物体及其位置，并实时进行数据更新和维护。燃气管网设备设施图形和数据资料相当庞大，GIS燃气管网系统具有海量数据处理能力，支持国际上流行的海量数据处理方式。工程图形方式及空间数据存储方式均能满足数据海量存储要求。同时将GIS图形、属性、影像等数据统一存贮在大型空间型数据库中，实现高效处理海量数据和数据查询的目的。此外，燃气GIS管网系统采用密码狗加密访问方式，限定访问人员，保证数据的安全性和保密性。

二、数据处理与交换

由于地理信息系统涉及的数据类型多种多样，各种类型的数据质量会有很大的差异。需要对数据进行必要的处理与变换，以保证系统数据的规范和统一。初步的数据处理方法主要是数据的转换功能。数据比例尺变化和投影变换是数据的转换的重要组成部分。数据比例尺的变换，指的是空间操作中，数据比例尺缩放、平移、旋转等方面投影变换，它可以实现平移滚动。

三、增加嵌入式自主处理技术

GIS/PDA可在管网事故抢修决策、应急抢险指挥方面发挥更多作用。在管网事故紧急抢修时，系统可以快速正确定位故障区域，自动生成抢修方案，通过管网的智能分析功能，制作出管网抢险作业程序，根据管网工况，确定需要启闭的站、箱、阀门等设备，实施降压、放散的管网区域，以及作业中的压力控制范围，同时提出作业时的注意事项。协助抢险人员分析事故的影响范围和影响程度，特别是在分秒必争的紧急状态下，能够使各方人员迅速有序的投入到抢修作业中。

四、移动数据采集与定位系统

由实时GPS巡检器，GPRS网络，GIS地理信息系统组成。在运行工作中，运行人员佩戴PDA终端机，终端机时时搜索卫星信号，与卫星进行交互连接，在屏幕上显示卫星发射的经纬度、时间等位置信息。到达指定工作地点后，可以就该地点执行的任务选择要操作的项目，填报巡检信息，将位置坐标及巡检完成情况通过GPRS网络上传到后台管理系统和服务器数据库中。便于调度管理人员第一时间对上传的信息进行分析、比对、统计、汇总、处理缺陷和调度协调等工作，为管理者提供了一个科学、便捷、准确、快速的管理平台。

五、管网运行管理模块

该功能模块主要用于管网运行轨迹管理，其中手持终端系统定期（20s）对管网运行人员进行方位信息数据采集，通过GPRS无线上传当天管网运行数据信息，形成管网运行轨迹。系统提供的线路巡检功能包括提供对正在巡检的燃气管网设施的自动定位、自动记时和填写巡视记录。管网巡视记录包括记录故障或缺陷数据，掌握管网运行状况和周围环境的变化，及时消除隐患、预防事故发生或将故障限制在最小范围。根据巡检记录信息可完成巡检数据的存储、查询和汇总，统计以及巡检处理和注销等操作。管网地图（网络地理信息系统WebGIS）是后台管理系统的图形基础，在局域网中，内嵌燃气管网GIS系统，用于平台系统对管网的运行管理。如图1。

图1PDA管理平台管网地图

通过该模块，我们可以管理和查询运行人员上传的管线巡视信息查询。在管线信息查询功能中，常用功能有运行轨迹查看、巡线轨迹对比和五米线检测信息。下面，让我们来分别介绍一下这两项功能。

六、运行轨迹查看功能

管理人员输入要查询的时间段，属片班组的具体信息，选择运行模式，点击查询后，即可筛选出符合要求的管线巡视信息。选择想要查看的管段，点击查看轨迹后，运行轨迹将显示在GIS图中，可以直观全面的查看运行路线是否贴合管

线，符合要求，巡视是否到位，准确有效。点击查看数据后，将弹出一个运行线路详细的坐标表格，含有运行时间点的精确坐标位置，为精确记录运行轨迹，定位运行过程中异常问题的处理，提供了精准的位置信息。填写备注选项，可以将此段运行中发现的问题进行标注，供本单位备案，供上级单位参考。此外，上述信息还可以以EXCL的格式导出和保存，使运行数据的保留建档工作更加简便。如图2。

七、根据PDA＼GIS智能管网系统分析压力、流量的变化

当调压站箱压力发生变化时，我们通过PDA终端机上传的压力数据分析原因并及时采取处理措施，消除问题，保证下游供气稳定。在正常情况下，上级单位未下达工况调整要求的前提下，每个调压站箱的压力应保持在某一恒定值中，误差精度大约保持在5%左右（视调压器型号而定）。当出口压力不再稳定，甚至出现超压等问题时，可能存在用户需求发生变化及本单位设备故障两种情况。我们要及时联系下游用户，查询压力异常原因，若为用户用气问题（未通知我单位的前提下自行关闭锅炉等大型用气设施），及时协调受影响用户，并利用调压装置根据下游用气需求重新调整运行压力。若为调压设备故障，应及时启动应急预案，然后在开始进行故障台倒台操作，启运备用台调压支路，停运故障台调压支路，保证下游用气的不间断性和安全性，随后，针对停运的故障台进行维修和故障处理。

八、企业用户的安全管理

结束语

目前已经实现电动阀门操作技术，未来发展方向，将着重数字调压技术和自动化设备功能的实现，该功能可以及时对网络结构进行修改，适应运行要求，极大的提升了管网的智能化程度。实现管道完整数据链管理，增加了楼前引入口信息，实现管网设施和用户信息的双向引用，实现从门站到用户端的完整数据链管理。燃气智能管网运行系统的建立，把人员从繁重的简单劳动中解放出来，通过先进的智能系统监测，从事管网设备进行集中智能管理工作，提高工作效率，降低员工劳动强度，合理化人员结构，提高管网应急反应速度，更加安全有效的保障燃气管网的安全稳定运行。