李 萌，張豪遠，楊寶蘭

(廈門精圖信息技術股份有限公司，福建廈門361008)

一、建設背景

燃氣行業(yè)和廣大百姓日常生活、工礦企業(yè)的生產息息相關，燃氣管道和相關設備是保障城市正常運行的基礎設施。如何保證供氣業(yè)務的正常開展是燃氣管理的重要任務，對燃氣管線及其設備的管理是城市管理的一項重要日常工作。

隨著利用區(qū)域及規(guī)模的逐年遞增，其供應保障同市民的吃、住、行關系日益密切，天然氣也將逐漸成為繼燃油后，城市第二大命脈能源，因此對城市天然氣的運行、調度、安全、應急管理，急需與時俱進，基于現代科技手段建立起城市燃氣數字化綜合管理平臺，有助于提升政府對城市天然氣供應建設、運行的監(jiān)控能力和技術水平，提高有效預防和應對各類突發(fā)事件的能力，以符合天然氣利用發(fā)展需要，降低燃氣設施受到意外損害風險，減少突發(fā)事件發(fā)生幾率，為城市經濟、社會發(fā)展保駕護航。

二、建設目標

燃氣數字化綜合管理平臺的建設，基于SOA架構(面向服務架構)，以地理信息系統(tǒng)、網絡、數據庫技術為基礎，充分復用現有網絡、硬件、軟件、數據資源，建立燃氣管線信息管理和共享標準規(guī)范體系，整合城市的燃氣管線信息，建立權威、統(tǒng)一的多源、多尺度且更新及時的燃氣綜合數據庫;構建科學、規(guī)范的燃氣信息管理與共享服務的技術體系。在保障燃氣設施信息保密的基礎上，滿足城市燃氣行業(yè)規(guī)劃、建設、管理和共享的迫切需求，實現信息資源的整合與共享能力的有效提升，以及可持續(xù)性的維護與更新。

1.建設服務型、創(chuàng)新型燃氣行業(yè)管理新模式

充分利用地理信息系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、物聯網、網絡等先進技術，為政府、企業(yè)和公眾服務，打造科學、嚴謹、精細和長效管理的服務型、創(chuàng)新型燃氣行業(yè)的管理新模式。

2.實現監(jiān)、控、管、應急、辦公一體化

實現燃氣在“常態(tài)”下全面有效地監(jiān)測、監(jiān)控、監(jiān)管和“非常態(tài)”下應急指揮的科學決策、迅速處置。實現“辦公管理自動化、任務信息多元化、通信手段多樣化、終端采集智能化、燃氣管理實時化、燃氣管理可視化、燃氣管理安全化，輔助決策科學化、應急指揮迅速化、事故處理實時化”。

三、建設內容

燃氣數字化綜合管理平臺的建設，以燃氣管線信息管理和共享為主，提供“一站式”的燃氣管線信息綜合管理，并可為其他政府部門提供具有較高精度和時效性的共享服務。具體包括以下幾方面的內容。

1)燃氣管線標準規(guī)范體系制定:為了保障燃氣綜合數據庫的標準統(tǒng)一，安全高效運行，及時維護更新，建立長效機制，需要制定一套統(tǒng)一的數據標準規(guī)范體系，實現對不同來源數據按照統(tǒng)一的標準進行管理與共享。

2)燃氣綜合數據庫建設:燃氣數字化綜合管理平臺建設過程中，需要同步建設燃氣綜合數據庫，對全市的燃氣管線數據進行統(tǒng)一管理，同時也為數據的共享服務與應用提供支持。

3)燃氣數字化綜合管理平臺建設:在燃氣綜合數據庫的基礎上，構建科學、規(guī)范的燃氣信息管理與共享服務的燃氣數字化綜合管理平臺，除了提供對燃氣管線信息瀏覽、定位、分析和管理的基本管理外，還提供對外共享的功能服務、數據服務和二次開發(fā)接口等。

4)應用系統(tǒng)建設:在燃氣數字化綜合管理平臺的基礎上，搭建天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)、氣源預警預報系統(tǒng)、現場安全監(jiān)控系統(tǒng)、燃氣事故應急管理系統(tǒng)等應用系統(tǒng)。

5)軟硬件支撐環(huán)境建設:建設平臺運行的軟硬件支撐環(huán)境，保證平臺各項功能的正常使用，為了保障數據的保密和安全。

四、應用系統(tǒng)

1.天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)

天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))依靠計算機技術、通信技術以及控制技術實現遠程對天然氣門站、高中壓調壓站等進行監(jiān)控、調度和管理，保證燃氣管網安全、可靠、平穩(wěn)、高效、經濟地運行。

天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)可以遠程采集管網運行的壓力、溫度、流量、泄露等數據以及監(jiān)視設備運行狀態(tài)，并對采集數據進行存儲、分析、統(tǒng)計和處理，實現遠程監(jiān)控管道全線的監(jiān)控、調度、管理的任務。

2.氣源預警預報系統(tǒng)

(1)氣源實時顯示

系統(tǒng)讀取天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)的氣源數據，實時掌握氣源的信息，實時了解各個氣源的壓力、儲備、消耗和剩余情況，以便對氣源的使用進行監(jiān)控。應用管網平差原理模擬管網運行狀態(tài)，進行供氣狀況分析，顯示管網動態(tài)運行數據。

(2)監(jiān)測場站顯示及展現

系統(tǒng)提供監(jiān)測場站列表，選定具體場站，可以在電子地圖進行定位顯示，并決定其是否開始監(jiān)測以及展現在地圖中。

(3)氣源預警分析

系統(tǒng)提供管網運行的負荷分析，如果運行過程中出現的問題，系統(tǒng)可以及時報警。通過設定管網負荷的預警值，當超出預警條件，進行預警分析。

每條報警信息包含報警站點、報警發(fā)生時間、報警參數及當前值等內容，提供相應信息供調度員通知維修部門處置，提高維護效率，保證運行安全。

(4)歷史預警查詢

系統(tǒng)可以對過去的報警按站點或按時間進行查詢，并記錄報警的處理人和處理時間。

3.現場安全監(jiān)控系統(tǒng)

(1)前端監(jiān)控設備部署

在門站、調壓站、加氣母站、加氣站等重要節(jié)點部署視頻監(jiān)控設備，建立現場安全監(jiān)控系統(tǒng)，提高天然氣管網管理的可視化程度，便于燃氣辦實時了解現場動態(tài)，進行管理決策。彌補天然氣實時監(jiān)控系統(tǒng)的不足，為管網的安全運行，提供現代化的監(jiān)視手段。通過無線通信網絡將視頻監(jiān)視圖像信息發(fā)送給監(jiān)控中心，也可接收監(jiān)控中心發(fā)來的控制指令，遠程控制現場攝像機和云臺。

(2)構建監(jiān)控中心

在燃氣指揮大廳構建監(jiān)控中心，實現遠程視頻實時監(jiān)控?，F場安全監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信號，統(tǒng)一接入監(jiān)控中心。系統(tǒng)將提供基于位置的監(jiān)控、監(jiān)控設備管理、視頻存儲管理、圖像服務管理與配置等功能。

4.燃氣事故應急管理系統(tǒng)

系統(tǒng)提供應急預案生成、應急預案查詢、應急指揮調度、爆管分析、爆管關閥查詢等技術手段，實現事故發(fā)生的預案管理、應急處置、應急演練和應急集成管理，為應急指揮提供決策依據。

(1)應急預案生成

系統(tǒng)管理員根據當前系統(tǒng)事故分析的結果，通過系統(tǒng)的功能可以生成事故的應急預案，應急預案主要包含了預案名、文號、頒發(fā)日期、頒發(fā)單位、編制背景、編制目的、具體方案等內容。預案生成后，可以進行打印輸出，交提給上級部門審批。

(2)應急預案查詢

系統(tǒng)提供了預案的查詢功能，可以在預案庫中查詢調入預案，再進行編制處理。

(3)應急指揮調度

在完成了預案的審批后，系統(tǒng)管理員可以根據當前的事故情況，生成應急調度任務單，以及相關事故處理過程中所需的綜合圖和報表信息，并可以跟蹤記錄應急任務的進展情況;系統(tǒng)還提供了對應急調度任務單及事故處理日志的查詢功能，以便事故后對處理情況的查詢。

(4)爆管分析

根據事故發(fā)生的地點和管線分布情況，迅速確定受涉及的區(qū)域。通過用戶選擇的管線位置，進行爆管分析操作，顯示爆管后應關閉的閥門、地理位置和閥門的屬性信息地圖定位等。

(5)爆管關閥查詢

本系統(tǒng)可以根據時間、標題、地點、責任單位、級別和類型進行查詢，搜索到爆管關閥的信息，然后在地圖上對需要關閉的閥門進行分析，若第一級別閥門關閉不能滿足需求，可以進行二次分析，即第二級別閥門的關閉。

五、數據庫建設

數據是應用的基礎，燃氣數字化綜合管理平臺建設核心是數據，概括為“十二分數據、七分管理、三分技術”。燃氣管線地理數據和專題數據的全面、準確與否，在一定程度上決定了燃氣數字化綜合管理平臺建設的成敗。

1.數據庫建設思路

燃氣數字化綜合管理平臺建設應首先以數據為重點，充分復用現有燃氣管線數據資源，以及城市基礎地理數據資源，將基礎地理數據與業(yè)務專題屬性數據結合，將常態(tài)數據(燃氣管線專題數據)與非常態(tài)數據(視頻圖像數據)結合，將歷史數據與現勢數據相結合，建立全面、精確的燃氣綜合數據庫。

燃氣管線空間信息數據是否全面、完整、準確、及時，將直接關系到項目的實施。因此，應首先以數據為重點，嚴格進行數據質量控制，將此思路貫穿到數據處理、入庫、數據庫建設、應用系統(tǒng)開發(fā)、數據更新和分發(fā)等項目建設的每一個環(huán)節(jié)。

2.數據庫結構設計

燃氣綜合數據庫主要由燃氣基礎地理數據庫、燃氣業(yè)務數據庫、燃氣空間數據庫和燃氣共享數據庫組成。其中，燃氣基礎地理數據作為整個數據庫的背景地圖及空間定位框架，與燃氣管線數據進行關聯，以圖層疊加的方式，形成一張統(tǒng)一坐標的電子地圖，在詳細的電子地理底圖上，加載了燃氣設施、監(jiān)控設備等信息內容，實現在電子地圖上標注與定位。

3.數據庫建設內容

燃氣綜合數據庫包括:燃氣基礎地理數據庫、燃氣業(yè)務數據庫、燃氣空間數據庫和燃氣共享數據庫。

(1)燃氣基礎地理數據庫

燃氣基礎地理數據庫的建設，需充分復用現有的基礎地理數據，加工整理成燃氣管線所需的基礎地理數據。

將基礎地理數據按國家分層標準進行，涉及面狀要素的應能封閉表示并填充顏色等，加工處理成適合于GIS應用的基礎地理數據庫，且具有定期進行地理空間數據更新功能，能與其他地理信息系統(tǒng)進行數據交換，及時共享其最新的基礎地理數據。

(2)燃氣業(yè)務數據庫

在應用系統(tǒng)建設過程中將形成燃氣業(yè)務數據庫。具體可包括安全監(jiān)控子庫、燃氣事故子庫、燃氣設施子庫等業(yè)務庫。天然氣經營企業(yè)的定期數據報送，將作為燃氣業(yè)務數據的部分來源。

(3)燃氣空間數據庫

燃氣空間數據庫的建設，包括以下兩個數據來源。

①現有數據的整合

在燃氣基礎地理數據庫和燃氣業(yè)務數據庫的基礎上，經過空間匹配、處理形成。

②管線數據的采集

在燃氣基礎地理數據庫和燃氣業(yè)務數據庫的基礎上，經過空間匹配、處理形成燃氣空間數據庫。數據內容包括燃氣管線、燃氣事故發(fā)生地、監(jiān)控點等空間和屬性信息。

(4)燃氣共享數據庫

在燃氣空間數據庫的基礎上，經過提取、處理與整合形成燃氣共享數據庫。燃氣共享數據庫的數據資源，將通過燃氣數字化綜合管理平臺的數據服務功能，進行提供。同時，建立共享資源的目錄。

4.數據實時更新機制

完善的數據更新機制，需要技術因素和非技術因素的結合?？臻g數據的更新除了提供有效的技術手段，通過數據轉換和更新工具實現數據的現勢性，還需要通過管理手段，將空間數據的建設和數據的更新過程進行整理和規(guī)范，將數據更新日常化、流程化。通過信息化建設，形成規(guī)范化的管理和建設流程，在日常工作中實現數據的更新和建設。根據空間數據的不同類型、不同來源和不同的管理方式，系統(tǒng)提供了相應的數據更新的手段。

只有從管理機制上較大程度地保證數據更新與實際變化情況的一致性，定期獲取更新數據，保證數據加工的質量，才能保證數據庫的現勢性。數據更新的最大問題是數據的一致性和安全性問題，因此在數據更新方面必須建立良好的安全機制，必須保證:

1)權限控制機制(用戶只能更新某個區(qū)域、某個圖層)。

2)更新審查機制(更新信息必須經過復核)。

3)更新檢查機制(數據庫系統(tǒng)對更新信息進行自動檢查)。

4)版本管理機制(對重要數據的更新必須提供不同的版本備份)。

六、建設意義

1.提升燃氣行業(yè)整體水平

燃氣數字化綜合管理平臺的使用，可以使管理者全面了解城市燃氣行業(yè)的發(fā)展現狀，從整體上對城市燃氣行業(yè)的發(fā)展進行規(guī)劃與管理，促進行業(yè)整體水平的提升。

2.實現燃氣信息互聯互通及共享

通過建立燃氣數字化綜合管理平臺，可以對城市燃氣管線數據進行集中存儲和應用，進而實現燃氣管線數據的互聯互通和集成應用，有效提高信息共享利用程度，打破“信息孤島”。

3.滿足城市燃氣應急保障

依托城市現有數據資源，對全市燃氣管網進行數字化空間定位、實時更新和動態(tài)管理，實時掌握燃氣管線、門站、調壓站和加氣站等危險源和危險區(qū)域的狀況，為燃氣氣源管理、危險預警和應急處理提供支撐，建設滿足燃氣管理部門日常業(yè)務管理的信息化、網絡化、流程化，以及燃氣管線數據共享應用的燃氣數字化綜合管理平臺，滿足政府調度、監(jiān)控管理及城市燃氣應急保障需要，全面提升燃氣行業(yè)管理和共享能力和水平。

4.提供城市基礎保障和服務

掌握全面的燃氣管線空間分布信息，使得燃氣數據更全、更準、屬性更多，為城市燃氣管理提供基礎性的保障和服務作用。

5.完善城市信息化水平

進一步完善城市信息化管理水平，從整體上提高城市形象，為百姓提供安全穩(wěn)定的城市環(huán)境，為城市經濟發(fā)展提供良好的基礎條件。

略)