在城市發(fā)展的過程中，人們對于燃氣的需求量正在不斷增大，因此，必須要積極開展燃氣管網(wǎng)建設，提高其安全性和可靠性。要采用先進的智能化技術(shù)對燃氣管道進行實時監(jiān)管，獲取管道的運行信息。智能化技術(shù)具有很多優(yōu)點，在進行城市燃氣管網(wǎng)建設的過程中，這項技術(shù)的應用范圍正在不斷擴大。在電氣工程領域，多數(shù)應用均離不開智能化技術(shù)的支持，同時，智能化技術(shù)會充分借鑒電氣工程中的先進思維和技術(shù)，獲得更加深入的發(fā)展。將智能化技術(shù)應用到燃氣管網(wǎng)之中，可以發(fā)揮出多種信息傳感器設備的優(yōu)勢，使燃氣管網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)絡化和智能化跟蹤與監(jiān)控。

城市燃氣管網(wǎng)智能化的現(xiàn)狀

隨著城鎮(zhèn)化進程的不斷擴大，城鎮(zhèn)規(guī)模的逐步龐大也讓城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)的建設和運營管理需求被進一步擴大。城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)作為市政管網(wǎng)的一大重要組成部分，其智能化進程也將大幅度影響市民的生活。在目前的燃氣管網(wǎng)運營管理中，由于燃氣易燃易爆的特殊性，且經(jīng)過多年以來的發(fā)展，城市地下燃氣管線錯綜復雜，管網(wǎng)規(guī)模龐大，對安全性的要求也越來越高。快速的發(fā)展下，泄露、爆炸等安全事故頻頻發(fā)生，部分城區(qū)由于道路到達使用年限需要不斷翻新，且人口愈加密集城市壓力持續(xù)增大，管網(wǎng)的不安全因素增多造成風險隨之提高，管網(wǎng)狀況已經(jīng)處于事故高發(fā)期。因此，智能化技術(shù)在監(jiān)控管理等多方面的全面應用對于城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)而言刻不容緩，使得安全管理方式更趨于理想化，實現(xiàn)迅速預警并能夠及時發(fā)現(xiàn)燃氣的各類風險與安全隱患，以保證整體管網(wǎng)的運營安全。

城市燃氣管網(wǎng)的智能化發(fā)展，使得燃氣管網(wǎng)的管理更接近精細化發(fā)展，智能化已經(jīng)成為未來燃氣管網(wǎng)的發(fā)展方向，利用先進的信息化手段對設施進行改進，保障燃氣管網(wǎng)的安全運營和精準控制，節(jié)約人力。在很多城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)智能化已具備一定規(guī)模，不少企業(yè)都建立了燃氣管網(wǎng)智能化信息系統(tǒng)，例如GIS和SCADA系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)運行中的大量問題，大幅度減少了人力成本。在管網(wǎng)定位方面，部分企業(yè)將北斗技術(shù)應用于生產(chǎn)運營實際當中，對提高定位精度提供了有力支撐。

城市燃氣管網(wǎng)智能化體系及其必要性

在進行燃氣管網(wǎng)管理時，應用先進的智能化技術(shù)可以構(gòu)建更加完善的燃氣管網(wǎng)智能化運行體系。在燃氣管網(wǎng)智能化體系中主要包括多種數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，而這一體系離不開網(wǎng)絡技術(shù)的支持。隨著時間的推移，人們對于燃氣的需求量不斷增長，在我國大部分地區(qū)城市燃氣管道應用率很高，而且具有較高的自動化運行水平，這些燃氣管道還有環(huán)保、節(jié)省空間的優(yōu)勢。不過，由于燃氣管道在運行的過程中會耗費大量的燃氣和輕油，如果處置方式不合理，就可能會出現(xiàn)燃燒和爆炸等嚴重的事故。

我國對于燃氣資源的開發(fā)正在不斷完善，越來越多的用戶開始充分應用燃氣資源滿足日常生活需求。在設計過程中，要高度重視燃氣管道位置的設置，因其直接關系到建筑主體的安全性?？梢院侠磉M行空調(diào)機房、換熱站和備用庫房的布置，這樣就可以降低安全事故發(fā)生的可能性。最好可以將其設置在空曠的場地之中，遠離人群密集的場所，不要設置在民用建筑和主要通道兩側(cè)等位置。隨著城市燃氣管網(wǎng)陸續(xù)投入使用，其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息日益增大，工作人員往往不能對其進行有效的分析和處理。在這種情況下，先進的智能化技術(shù)就顯現(xiàn)出其必要性，通過完善城市燃氣管網(wǎng)的功能，確保信息得到高效處理[3]。

對比傳統(tǒng)燃氣管網(wǎng)和智能化燃氣管網(wǎng)的使用管理效果，傳統(tǒng)燃氣管網(wǎng)的數(shù)據(jù)資料通常以檔案或圖紙形式儲存，更耗費人力且管理效率較低，且常因運行的不到位導致各種突發(fā)情況的發(fā)生。但對于智能化燃氣管網(wǎng)而言，以上問題均大幅度得到改善，電子化的存儲方式和信息平臺的綜合管理高效且節(jié)省人力，全天實時監(jiān)控和管網(wǎng)數(shù)據(jù)的實時上傳可以控制和預防管道事故的發(fā)生，通過完整性管理經(jīng)濟合理地保證管道安全運行。因此也凸顯出燃氣管網(wǎng)智能化的必要性，在燃氣運營和創(chuàng)新等方面，應加大相應的技術(shù)投入，進行智能化改造并應用于管理運行，以提升城市燃氣管網(wǎng)的整體質(zhì)量。

信息化技術(shù)在城市燃氣管網(wǎng)中的應用

目前已有信息化技術(shù)應用于燃氣管網(wǎng)智能化中，形成了信息系統(tǒng)。例如上文提到過的GIS系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)。

GIS（Geographic Information System）系統(tǒng)，又稱之為地理信息系統(tǒng)，作為一種新型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其可以確保數(shù)據(jù)得到有效的管理和調(diào)配。地理信息系統(tǒng)離不開計算機技術(shù)的支持，利用計算機強大的運算功能實現(xiàn)比較復雜的信息處理。在城市燃氣管網(wǎng)中主要包括分配燃氣網(wǎng)絡，其與傳統(tǒng)的燃氣分配網(wǎng)相比不僅更加靈活，而且可操作性比較強、具有很強的實用性，城市燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)中包含自動化專業(yè)知識與技術(shù)，主要用于自動調(diào)配燃氣資源，可對燃氣輸送設備進行有效的控制[4]。

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)是以計算機為中樞、通訊技術(shù)為神經(jīng)、RTU（遠程終端）和傳感器為行動、感知的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)實質(zhì)上是一種實時監(jiān)控系統(tǒng)，可通過終端數(shù)據(jù)采集，可以對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。

1）數(shù)據(jù)采集和編輯

由于數(shù)據(jù)的來源比較復雜，且易受到多種因素的干擾，因此，需要確保系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中各項數(shù)據(jù)安全可靠。在如今的信息化時代，數(shù)據(jù)采集技術(shù)的迅速發(fā)展可以有效降低現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集中存在的風險，提供更加準確實時的數(shù)據(jù)，保證管理層和執(zhí)行層之間得到有效溝通，加大協(xié)同力度。應用先進的數(shù)據(jù)采集和編輯技術(shù)可以保證現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與管理效率得到有效提升。

2）數(shù)據(jù)存儲和管理

數(shù)據(jù)存儲和管理主要是為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)建立動態(tài)連接的關系，確保信息得到有效的調(diào)配和使用。在城市燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)中應用數(shù)據(jù)采集技術(shù)可使得數(shù)據(jù)得到實時采集，為決策提供有效的參考依據(jù)。開展物體數(shù)據(jù)采集工作時，要充分利用現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集技術(shù)的優(yōu)勢，確保信息傳輸方式得到更新和優(yōu)化，并對采集物體模型進行優(yōu)化，還可以及時修改圖紙中不合理的內(nèi)容，發(fā)揮出繪制功能的優(yōu)勢。采用現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集技術(shù)可確保相關人員了解到重點部位情況，有助于優(yōu)化工作方式，提高工作效率。

城市燃氣管網(wǎng)智能化體系的規(guī)劃與要點

在進行城市燃氣管網(wǎng)智能化體系的規(guī)劃時，要遵循以下原則。

1）保證燃氣管網(wǎng)的安全性

將燃氣管網(wǎng)建設與建筑安全要求緊密結(jié)合，全面保障燃氣系統(tǒng)的安全性，這樣才能避免出現(xiàn)安全隱患。在進行智能化控制系統(tǒng)的規(guī)劃與設計時，要確保供電穩(wěn)定，構(gòu)建不間斷供電電源，確保系統(tǒng)可以正常運行。即使出現(xiàn)斷電，系統(tǒng)也可以繼續(xù)運行，這一功能可以由集成UPS電源實現(xiàn)。在不同場站的智能化控制系統(tǒng)中單獨配置UPS 供電設施與儲電設備。要采取有效的編程設計，明確安全管理措施，最好可以設置一套完整的應急程序，比如針對斷電、黑客與病毒入侵等情況進行預警，確保系統(tǒng)在意外情況下可以順利啟動，保證系統(tǒng)安全。

在近年國內(nèi)燃氣爆炸事故情況的分析報告中可以發(fā)現(xiàn)，由于不明原因引起的爆炸次數(shù)遠高于其他原因，而由此也顯示出燃氣管網(wǎng)監(jiān)控的缺失。對此可以采用完整性管理對管道運營中面臨的風險進行識別和評價，并不斷采取針對性的風險減緩措施，將風險控制在合理、可接受的范圍內(nèi)，最終達到持續(xù)改進、預防和減少管道事故發(fā)生以保證燃氣管網(wǎng)安全的目的。這就需要首先進行風險辨識和評估從而控制風險，例如辨識儲存介質(zhì)危險有害因素、燃氣儲運工藝及管道設備設施和人力、安全管理危險有害因素或是環(huán)境危險有害因素等。而利用智能技術(shù)可對相應的風險進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，有針對性地展開重點控制從而達到消除風險的效果。

2）技術(shù)選擇與系統(tǒng)經(jīng)濟性

在設計和建設智能化系統(tǒng)時，要選擇實用性較強的技術(shù)，確保技術(shù)擁有一定的先進程度。要確定其通過嚴格的檢驗，具有完善、成熟的技術(shù)體系，這樣才能保證后續(xù)維護升級工作順利開展。在進行系統(tǒng)操作界面設計時，要融入以人為本的理念，保證功能更加人性化，便于操作。進行程序設計時，將其與我國信息管理系統(tǒng)主流管理操作模式相結(jié)合會有助于系統(tǒng)的推廣。進行系統(tǒng)配置時，要考慮到升級和擴容問題，這樣才能確保其擁有更加完善的功能。選擇與系統(tǒng)相關的構(gòu)件和設備時，要考慮到設備的性能和維修的便捷性。在進行系統(tǒng)軟件和硬件開發(fā)時，要重視程序源代碼的開放性與可拓展性并保證其有良好的兼容性，避免出現(xiàn)系統(tǒng)接口和驅(qū)動過于復雜，確保系統(tǒng)與第三方通訊之間的銜接更加順暢，保證系統(tǒng)正常運行，便于更好地維護通訊系統(tǒng)。

除此之外還需要考慮到資金投入與后續(xù)維護工作。在保證系統(tǒng)功能完善的同時，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)順利升級，在確保系統(tǒng)安全的前提下，避免投入較多的資金，降低投入成本，還要合理對其進行維護，減少不必要的開支，確保后續(xù)維護工作有強大的資金支持。

3）數(shù)據(jù)采集

在進行智能化城市燃氣管網(wǎng)設計時，需要確保信息和數(shù)據(jù)得到實時采集。如果信息數(shù)據(jù)的實時采集功能不夠完善，就不能保證系統(tǒng)進一步發(fā)揮出自動化控制的功能。在進行數(shù)據(jù)實時采集時，通常需要合理布置智能化燃氣管網(wǎng)的信息監(jiān)測點，確保其得到有效的分布，要按照關鍵控制點的監(jiān)測工作性質(zhì)對數(shù)據(jù)采集的模式和方法進行設置。要重視參數(shù)設計，對關鍵控制點進行不間斷視頻監(jiān)測；對關鍵點位置的溫度、濕度和流量等參數(shù)進行不間斷監(jiān)測；設置完善測量裝置和設備。對于特定關鍵點進行監(jiān)測時，還要確?？扇細怏w濃度和震動指標得到相應的探測和檢測。在保證所有的監(jiān)測裝置設置完畢后，還要對其進行相應的處理，避免裝置受到水的影響，提高各裝置的防雷和防盜效果。對于使用天然氣的用戶進行入戶安檢管理，確保用戶燃氣數(shù)據(jù)資料信息得到自動記錄；加強對事故的識別，做好巡檢工作，對用戶的各項資料和數(shù)據(jù)進行自動化錄入和統(tǒng)計，保證燃氣使用更加安全；加強對天然氣使用量抄表工作的實時監(jiān)督與控制。

4）燃氣管網(wǎng)智能化監(jiān)控與預警

為避免燃氣泄漏而產(chǎn)生的嚴重安全事故，降低安全隱患，需要在應用智能化技術(shù)的過程中對燃氣傳輸系統(tǒng)進行不間斷的監(jiān)測，通過自動預警及時對事故發(fā)生的地點進行準確定位，采取智能化應急處理方式，確保預警信息得到有效的傳輸，并啟動搶修程序。在需要監(jiān)測的系統(tǒng)中設置充足的燃氣泄漏自動監(jiān)控報警裝置，一旦燃氣系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏或管道破裂等問題，就可以通過該裝置進行預警，系統(tǒng)主控室將會在第一時間內(nèi)收到信息，啟動自動預警處理程序，并及時展示事故出現(xiàn)的位置。系統(tǒng)擁有完善的通訊措施，工作人員可以得到及時通知，并對問題進行處理。問題處理完畢后，系統(tǒng)會自動登記處理結(jié)果和事故發(fā)生的原因。

同樣，需要對壓縮天然氣和液化天然氣的關鍵部位進行不間斷監(jiān)測。一旦出現(xiàn)突發(fā)狀況，可以在第一時間內(nèi)了解現(xiàn)場的情況，并進行有效地指揮調(diào)度，需進一步完善監(jiān)控系統(tǒng)，充分結(jié)合移動通訊技術(shù)、微波信息通訊技術(shù)等現(xiàn)代科技不斷完善遠程視頻監(jiān)控的功能。

綜上所述，在大力開展城市燃氣管網(wǎng)建設時，需要積極應用先進的智能化技術(shù)，使燃氣管網(wǎng)更加安全可靠，確保信息技術(shù)和工業(yè)之間實現(xiàn)技術(shù)共通。要進一步擴大智能化技術(shù)在城市燃氣管網(wǎng)中的應用范圍，使能源更加清潔環(huán)保，使燃氣管網(wǎng)為城市居民帶來更多便利。

作者：湯佳燁