智能化技術在城市燃氣管網中的應用

在城市發展的過程中，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建設，提高其安全性和可靠性。要采用先進的智能化技術對燃氣管道進行實時監管，獲取管道的運行信息。智能化技術具有很多優點，在進行城市燃氣管網建設的過程中，這項技術的應用范圍正在不斷擴大。在電氣工程領域，多數應用均離不開智能化技術的支持，同時，智能化技術會充分借鑒電氣工程中的先進思維和技術，獲得更加深入的發展。將智能化技術應用到燃氣管網之中，可以發揮出多種信息傳感器設備的優勢，使燃氣管網實現網絡化和智能化跟蹤與監控。

城市燃氣管網智能化的現狀

隨著城鎮化進程的不斷擴大，城鎮規模的逐步龐大也讓城鎮燃氣管網的建設和運營管理需求被進一步擴大。城鎮燃氣管網作為市政管網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。在目前的燃氣管網運營管理中，由于燃氣易燃易爆的特殊性，且經過多年以來的發展，城市地下燃氣管線錯綜復雜，管網規模龐大，對安全性的要求也越來越高?？焖俚陌l展下，泄露、爆炸等安全事故頻頻發生，部分城區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增大，管網的不安全因素增多造成風險隨之提高，管網狀況已經處于事故高發期。因此，智能化技術在監控管理等多方面的全面應用對于城鎮燃氣管網而言刻不容緩，使得安全管理方式更趨于理想化，實現迅速預警并能夠及時發現燃氣的各類風險與安全隱患，以保證整體管網的運營安全。

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

城市燃氣管網智能化體系及其必要性

在進行燃氣管網管理時，應用先進的智能化技術可以構建更加完善的燃氣管網智能化運行體系。在燃氣管網智能化體系中主要包括多種數據分析系統和數據監控系統，而這一體系離不開網絡技術的支持。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保、節省空間的優勢。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，就可能會出現燃燒和爆炸等嚴重的事故。

我國對于燃氣資源的開發正在不斷完善，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等位置。隨著城市燃氣管網陸續投入使用，其所產生的數據信息日益增大，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，先進的智能化技術就顯現出其必要性，通過完善城市燃氣管網的功能，確保信息得到高效處理[3]。

對比傳統燃氣管網和智能化燃氣管網的使用管理效果，傳統燃氣管網的數據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情況的發生。但對于智能化燃氣管網而言，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省人力，全天實時監控和管網數據的實時上傳可以控制和預防管道事故的發生，通過完整性管理經濟合理地保證管道安全運行。因此也凸顯出燃氣管網智能化的必要性，在燃氣運營和創新等方面，應加大相應的技術投入，進行智能化改造并應用于管理運行，以提升城市燃氣管網的整體質量。

信息化技術在城市燃氣管網中的應用

目前已有信息化技術應用于燃氣管網智能化中，形成了信息系統。例如上文提到過的GIS系統和SCADA系統。

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

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統是以計算機為中樞、通訊技術為神經、RTU（遠程終端）和傳感器為行動、感知的生產過程控制與調度自動化系統。SCADA系統實質上是一種實時監控系統，可通過終端數據采集，可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。

1）數據采集和編輯

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

2）數據存儲和管理

數據存儲和管理主要是為空間數據和屬性數據建立動態連接的關系，確保信息得到有效的調配和使用。在城市燃氣管網系統中應用數據采集技術可使得數據得到實時采集，為決策提供有效的參考依據。開展物體數據采集工作時，要充分利用現場數據采集技術的優勢，確保信息傳輸方式得到更新和優化，并對采集物體模型進行優化，還可以及時修改圖紙中不合理的內容，發揮出繪制功能的優勢。采用現場數據采集技術可確保相關人員了解到重點部位情況，有助于優化工作方式，提高工作效率。

城市燃氣管網智能化體系的規劃與要點

在進行城市燃氣管網智能化體系的規劃時，要遵循以下原則。

1）保證燃氣管網的安全性

將燃氣管網建設與建筑安全要求緊密結合，全面保障燃氣系統的安全性，這樣才能避免出現安全隱患。在進行智能化控制系統的規劃與設計時，要確保供電穩定，構建不間斷供電電源，確保系統可以正常運行。即使出現斷電，系統也可以繼續運行，這一功能可以由集成UPS電源實現。在不同場站的智能化控制系統中單獨配置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，確保系統在意外情況下可以順利啟動，保證系統安全。

在近年國內燃氣爆炸事故情況的分析報告中可以發現，由于不明原因引起的爆炸次數遠高于其他原因，而由此也顯示出燃氣管網監控的缺失。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，最終達到持續改進、預防和減少管道事故發生以保證燃氣管網安全的目的。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境危險有害因素等。而利用智能技術可對相應的風險進行實時數據監測，有針對性地展開重點控制從而達到消除風險的效果。

2）技術選擇與系統經濟性

在設計和建設智能化系統時，要選擇實用性較強的技術，確保技術擁有一定的先進程度。要確定其通過嚴格的檢驗，具有完善、成熟的技術體系，這樣才能保證后續維護升級工作順利開展。在進行系統操作界面設計時，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主流管理操作模式相結合會有助于系統的推廣。進行系統配置時，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。選擇與系統相關的構件和設備時，要考慮到設備的性能和維修的便捷性。在進行系統軟件和硬件開發時，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，避免出現系統接口和驅動過于復雜，確保系統與第三方通訊之間的銜接更加順暢，保證系統正常運行，便于更好地維護通訊系統。

除此之外還需要考慮到資金投入與后續維護工作。在保證系統功能完善的同時，確保系統能夠實現順利升級，在確保系統安全的前提下，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，確保后續維護工作有強大的資金支持。

3）數據采集

在進行智能化城市燃氣管網設計時，需要確保信息和數據得到實時采集。如果信息數據的實時采集功能不夠完善，就不能保證系統進一步發揮出自動化控制的功能。在進行數據實時采集時，通常需要合理布置智能化燃氣管網的信息監測點，確保其得到有效的分布，要按照關鍵控制點的監測工作性質對數據采集的模式和方法進行設置。要重視參數設計，對關鍵控制點進行不間斷視頻監測；對關鍵點位置的溫度、濕度和流量等參數進行不間斷監測；設置完善測量裝置和設備。對于特定關鍵點進行監測時，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，確保用戶燃氣數據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據進行自動化錄入和統計，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督與控制。

4）燃氣管網智能化監控與預警

為避免燃氣泄漏而產生的嚴重安全事故，降低安全隱患，需要在應用智能化技術的過程中對燃氣傳輸系統進行不間斷的監測，通過自動預警及時對事故發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。在需要監測的系統中設置充足的燃氣泄漏自動監控報警裝置，一旦燃氣系統出現泄漏或管道破裂等問題，就可以通過該裝置進行預警，系統主控室將會在第一時間內收到信息，啟動自動預警處理程序，并及時展示事故出現的位置。系統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，系統會自動登記處理結果和事故發生的原因。

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測。一旦出現突發狀況，可以在第一時間內了解現場的情況，并進行有效地指揮調度，需進一步完善監控系統，充分結合移動通訊技術、微波信息通訊技術等現代科技不斷完善遠程視頻監控的功能。

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

作者：湯佳燁