智慧燃?xì)饩C合管理平臺的探討

傅仁軒　張檢保

摘要：智慧燃?xì)馐侵腔鄢鞘泄δ芴嵘闹匾M成部分，為了探討如何構(gòu)建基于云計算的智慧燃?xì)饩C合管理平臺，緊密結(jié)合燃?xì)馄髽I(yè)運營業(yè)務(wù)流程，以一體化的管理方式，設(shè)計了智慧燃?xì)獾目傮w架構(gòu)。分析表明，該平臺解決了燃?xì)馄髽I(yè)信息化建設(shè)中的信息孤島、數(shù)據(jù)“沉睡”問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、智能挖掘、聯(lián)動控制、業(yè)務(wù)創(chuàng)新，有效改善了用戶體驗、提高了管理效率、降低了運營成本。

關(guān)鍵詞：智慧燃?xì)?數(shù)據(jù)挖掘 優(yōu)化調(diào)度 實時互動

1 需求分析

隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，天然氣用氣量逐年提升，其在工商業(yè)和城鎮(zhèn)居民的能源消費比重大幅度提高，但燃?xì)馐且兹?、易爆、有毒的危險品，燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運行關(guān)系到社會生產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)的安全，燃?xì)馄髽I(yè)涉及生產(chǎn)、傳輸、存儲、計量、使用、營銷等多個環(huán)節(jié)，并且其傳輸范圍長、使用范圍廣，涉及輸配監(jiān)控、運營管理及客戶服務(wù)等多方面。

近年來，燃?xì)馄髽I(yè)為了提高生產(chǎn)運營管理水平，從各企業(yè)實際情況出發(fā)，建立了多個信息化系統(tǒng)，如客戶服務(wù)系統(tǒng)、報裝系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、管網(wǎng)巡檢系統(tǒng)、氣體計量分析系統(tǒng)、門站/儲配站自動控制系統(tǒng)等，但各信息化系統(tǒng)在不同時期建設(shè)，相對獨立，數(shù)據(jù)不能共享，更無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、綜合管理、應(yīng)急調(diào)度。因此，燃?xì)狻爸腔刍眲菰诒匦小?/p>

因此本文接下來將探討如何利用物聯(lián)網(wǎng)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)等技術(shù)構(gòu)建基于云計算的智慧燃?xì)饩C合管理平臺，充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”在燃?xì)馍a(chǎn)、輸配中的優(yōu)化和集成作用，提升企業(yè)和用戶之間的互動，增強用戶體驗，提高客戶滿意度；針對生產(chǎn)作業(yè)、供氣/用氣異常、事故等過程，優(yōu)化運營業(yè)務(wù)流程，便于對事件的跟蹤、管理、應(yīng)急調(diào)度；針對各獨立的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)共享平臺，通過數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘，為領(lǐng)導(dǎo)層提供決策的科學(xué)依據(jù)。

2 智慧燃?xì)獾慕ㄔO(shè)目標(biāo)

智慧燃?xì)馐侵腔鄢鞘泄δ芴嵘闹匾M成部分，以燃?xì)膺\營管理標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則，緊密結(jié)合燃?xì)馄髽I(yè)運營業(yè)務(wù)流程，以一體化的管理方式，以GIS（地理信息系統(tǒng)）、SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）、氣體計量分析系統(tǒng)、門站/儲配站自動控制系統(tǒng)、收費系統(tǒng)等信息為數(shù)據(jù)源，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、互聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)對燃?xì)夤芫W(wǎng)信息、生產(chǎn)調(diào)度、營銷管理、客戶服務(wù)等業(yè)務(wù)實現(xiàn)綜合管理，建立智慧燃?xì)饩C合運營調(diào)度管理平臺，解決燃?xì)馄髽I(yè)信息化建設(shè)中各異構(gòu)系統(tǒng)普遍存在信息孤島、數(shù)據(jù)“沉睡”的問題，使異構(gòu)系統(tǒng)在該平臺上實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、智能挖掘、聯(lián)動控制、業(yè)務(wù)創(chuàng)新。通過數(shù)據(jù)挖掘，提升企業(yè)經(jīng)營效益；通過共享及聯(lián)動控制，提升應(yīng)急決策的科學(xué)性、調(diào)度的智能化，為管網(wǎng)規(guī)劃和改造提供科學(xué)依據(jù)，提高應(yīng)對突發(fā)事件能力，最大限度地減少突發(fā)事件可能造成的損失，保證人民的健康和生命安全，確保城市供氣安全，促進經(jīng)濟效益和社會效益的雙向飛躍。

3 智慧燃?xì)饩C合管理平臺架構(gòu)設(shè)計

該平臺采用分層結(jié)構(gòu)、組件化、面向服務(wù)的SOA（Service-Oriented Architecture，面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)）軟件技術(shù)架構(gòu)設(shè)計。按照業(yè)務(wù)組件之間的支撐關(guān)系、服務(wù)與被服務(wù)關(guān)系進行分層設(shè)計，使用組件化的開發(fā)和部署，用服務(wù)來封裝不同的組件功能單元，從而實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的業(yè)務(wù)集成和互操作。

整個平臺基于JavaEE開發(fā)，采用了插件總線、消息總線、多節(jié)點集群管理、接入對象的統(tǒng)一地址管理和尋址服務(wù)，以部署方式實現(xiàn)插件間消息路由、面向?qū)ο蟮膬?nèi)存數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫同步與持久化等核心技術(shù)，平臺軟件可以跨硬件（可以是機架式服務(wù)器或PC Server）、跨操作系統(tǒng)（可以是Unix、Linux或Windows）、跨數(shù)據(jù)庫（可以是MySQL、SQL Server或Oracle）、分布式環(huán)境下運行。在平臺上開發(fā)相應(yīng)的協(xié)議插件和業(yè)務(wù)組件后，就可以為外部子系統(tǒng)提供一個接入管理、通信管理、互聯(lián)互通、信息交互、數(shù)據(jù)交換平臺，并對來自子系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)進行智能處理，協(xié)同各個子系統(tǒng)進行相互操作、聯(lián)動控制。

智慧燃?xì)饩C合管理平臺總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）軟硬件基礎(chǔ)：以信息化需求為出發(fā)點，建立一個可擴充的體系結(jié)構(gòu)，滿足信息化發(fā)展的需要，包括服務(wù)器、操作系統(tǒng)、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及各業(yè)務(wù)應(yīng)用子系統(tǒng)等。能對供氣信息化各子系統(tǒng)服務(wù)器、存儲設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行集中管理，并對系統(tǒng)運行進行實時監(jiān)控。加強信息化管理隊伍和技術(shù)隊伍的建設(shè)，以完善的組織管理體系，確?；A(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定可靠。

（2）數(shù)據(jù)中心：是實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息集中處理、儲存、傳輸、交換、管理等功能的服務(wù)平臺，通過數(shù)據(jù)中心，企業(yè)能夠按需調(diào)用各種資源（如服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等），實現(xiàn)對物理服務(wù)器、虛擬服務(wù)器等的自動化管理，實現(xiàn)各類應(yīng)用的分布式運行。

（3）智慧應(yīng)用：通過數(shù)據(jù)中心完成了各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享。通過對管網(wǎng)數(shù)據(jù)等海量數(shù)據(jù)的挖掘，分析燃?xì)猱a(chǎn)銷差，能有效發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)泄漏、竊氣等問題。通過信息系統(tǒng)對業(yè)務(wù)的整合，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化和業(yè)務(wù)創(chuàng)新，如通過GIS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)、GPS及巡檢系統(tǒng)等系統(tǒng)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)聯(lián)動控制、優(yōu)化調(diào)度、智能調(diào)度；通過GIS系統(tǒng)對救援車輛路徑進行優(yōu)化和推薦；通過GPS系統(tǒng)對事故點附件車輛和人員進行優(yōu)化調(diào)度；通過SCADA系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)急指揮系統(tǒng)優(yōu)選方案實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能調(diào)度，讓數(shù)據(jù)驅(qū)動企業(yè)決策。

（4）用戶訪問：向客戶提供企業(yè)基本信息，包括企業(yè)風(fēng)采、供氣服務(wù)、法律法規(guī)、企業(yè)文化、新聞中心等，同時客戶還可以通過網(wǎng)站進行氣費查詢、網(wǎng)上咨詢、網(wǎng)上報修等工作，增強客戶與企業(yè)之間的互動。

4 主要功能設(shè)計

“互聯(lián)網(wǎng)+”燃?xì)饩C合調(diào)度管理平臺采用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，在橫向上，打破傳統(tǒng)業(yè)務(wù)功能子系統(tǒng)獨立建設(shè)、獨立運行的格局，實現(xiàn)多個異構(gòu)系統(tǒng)的無縫融合。在縱向上，將過去僅僅從感知和操作層到調(diào)度指揮層的系統(tǒng)，擴展全公司的生產(chǎn)運營，再到區(qū)域中心，乃至整個集團公司。

智慧燃?xì)饩C合調(diào)度管理平臺通過燃?xì)馄髽I(yè)的運營全流程中相關(guān)的各生產(chǎn)設(shè)備、在線儀表、自控系統(tǒng)之間的信息采集、傳輸，實現(xiàn)易接入、易互通、易開發(fā)、易部署。

（1）加強監(jiān)管：實現(xiàn)燃?xì)馍a(chǎn)、輸配各流程的運行數(shù)據(jù)的實時采集監(jiān)控、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)匯總、查詢分析、在線實時調(diào)度，直觀地了解整個網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)，有效地提高了整個系統(tǒng)的可維護性和數(shù)據(jù)的安全性。

（2）決策支持：通過數(shù)據(jù)分析，為決策網(wǎng)提供科學(xué)依據(jù)。

（3）優(yōu)化配置：根據(jù)運營業(yè)務(wù)流程，通過數(shù)據(jù)分析、成本分析、用氣量分析、設(shè)備分析等方面，作出有利于生產(chǎn)要素組合的優(yōu)化配置。

（4）用氣管理：通過數(shù)據(jù)分析，進行短期、中期用氣量預(yù)測及用氣計劃管理，解決戶因需求增長過快而供氣不足的問題，解決因環(huán)境、季節(jié)等因素變化而引起的氣源緊張問題，減少儲氣投入。

（5）數(shù)據(jù)挖掘：通過管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)和管網(wǎng)模型檢測出管網(wǎng)漏氣、爆管情況，分析出受影響區(qū)域；通過管網(wǎng)流量統(tǒng)計及管網(wǎng)用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，從時間維度（年月日數(shù)據(jù)）、空間維度、用戶行為及其它外在因素的比較，進行用氣量異常分析、壓力異常分析、溫度異常分析、時段用氣量分析、夜間最小流量分析、月用氣量的對比分析、產(chǎn)銷差漏損分析、抄失情況查詢分析和報警時間查詢統(tǒng)計分析等，逐步定位產(chǎn)銷差存疑點，并輔助人工進行現(xiàn)場確認(rèn)，減少企業(yè)生產(chǎn)、管理成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

（6）智能調(diào)度：通過GIS系統(tǒng)、巡線系統(tǒng)、SCADA等應(yīng)急關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)集成，實現(xiàn)應(yīng)急調(diào)度方案自動生成，能從全局的高度了解事故情況、減少調(diào)度命令流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，能有效地保證居民生命財產(chǎn)安全。

（7）實時互動：用戶利用互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)上購氣、網(wǎng)上繳費、查詢實時用氣情況；查詢用氣安全知識、停氣通知、設(shè)備維修狀態(tài)等信息；用戶發(fā)現(xiàn)漏氣等安全隱患及時發(fā)送報警信息。

（8）應(yīng)急預(yù)案：通過設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)控重要設(shè)備設(shè)施的工作狀態(tài)，根據(jù)設(shè)備工作狀態(tài)及維修周期，制定維修預(yù)案，預(yù)防事故的發(fā)生。改變被動搶修的管理模式為主動預(yù)防的管理模式。

（9）擴展應(yīng)用：平臺可以實現(xiàn)用氣信息實時獲取、國家相關(guān)政策推送、用戶問題的便捷反饋、支付方式多樣化、用戶用氣行為分析和建議等。平臺還可以快速兼容目前市面上流行的應(yīng)用，提升服務(wù)的多樣化，較好地提升用戶的服務(wù)滿意度。如實現(xiàn)收費系統(tǒng)和微信的無縫接入，能使用戶通過微信查詢用氣情況、支付用氣費用、故障快捷上報等。

5 結(jié)束語

“智慧城市”是城市未來的發(fā)展方向，智慧燃?xì)馐侨細(xì)馄髽I(yè)提高信息化管理水平、提升安全供氣安全用氣、提高工作效率、增強企業(yè)與客戶的互動、提高經(jīng)濟效益的重要途徑。本文對智慧燃?xì)饩C合管理平臺進行了探討，該平臺解決了燃?xì)馄髽I(yè)信息化建設(shè)中的信息孤島、數(shù)據(jù)“沉睡”問題，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享、智能挖掘、聯(lián)動控制及業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

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