燃气管网智能巡检系统在鞍山市的应用

摘 要

分析了燃气管网常规的巡检方法存在的问题，结合鞍山市实际情况，论述了燃气管网智能巡检系统的构成、功能、特点、运行效果、存在的问题。
摘要：分析了燃气管网常规的巡检方法存在的问题，结合鞍山市实际情况，论述了燃气管网智能巡检系统的构成、功能、特点、运行效果、存在的问题。
关键词：燃气管网；运行管理；智能巡检；巡检系统服务器；手机巡检终端
Application of Intelligent Patrol Inspection System for Gas Network
TAN Hong-yan，ZHA0 Yu-fei，LV Hong-jie，MA Chuan-feng，ZHOU Wei-hong，LV Zi-qiang
Abstract：The problems existing in conventional patrol inspection method of gas network are analyzed. The composition，functions，characteristics，operation effect and existing problems of intelligent patrol inspection system for gas network are discussed with the actual situation in Anshan City.
Key words：gas network；operation management；intelligent patrol inspection；server for patrol inspection system；mobile telephone patrol inspection terminal
1 概述
    安全是企业发展永恒的话题[1～3]。如何有效地利用巡检数据信息，消除巡检工作过程中的安全隐患，有效提高巡检工作质量，是困扰燃气行业巡检部门多年的问题。燃气行业在这个问题上进行了多方面的尝试，例如采用条码、IC卡、信息钮巡更等手段，但是实际效果并不理想。主要原因是这些方法需要在现有的管道和设备上安装新的巡检设备，不仅安装工作量巨大、成本高昂，而且由于巡检设备多安装在室外，受风吹雨淋、强电磁场干扰、人为损毁等因素的影响，设备上安装的条码、IC卡和信息钮等信息设备损坏严重，增大了巡检工作的工作量，增加了管理成本，巡检设备信息的不完整严重影响了巡检效果。智能巡检系统的出现，彻底解决了巡检工作中出现的上述问题。智能巡检系统采用无线网络和GIS技术，不需要在巡检设备和管道上安装任何设备，大大降低了系统的采购和维护成本，有效地保证了巡检人员巡检质量，可及时消除安全隐患，实现管网巡检工作的信息化管理。北京市燃气集团有限公司在这方面已作了不少尝试[4、5]，鞍山市燃气总公司也在这方面进行了初步探索。
    鞍山市燃气总公司成立于1953年，现拥有燃气管网1487.5km，居民用户44×104户，工商用户约1000户。为了提高巡检的工作效率，确保安全可靠地供气，建立了城市燃气管网智能巡检系统。
2 燃气管网智能巡检系统的构成与功能
2.1 燃气管网智能巡检系统的构成
燃气管网智能巡检系统运行网络分为两部分：公司内部网络和全球移动通信网络(Global System for Mobile，GSM)。手机巡检终端(Personal Digital Assistant，PDA)通过GSM网络(包括基站和移动信息服务器)连接到互联网，通过互联网与巡检系统服务器连接并交换数据。燃气管网智能巡检系统网络结构见图1。
 
    巡检员用手机巡检终端通过记录航点和航迹的方式来保存巡检员的巡逻轨迹。手机巡检终端自动记录巡检任务的时间和空间位置，以此作为检验巡检、维修工作有效性的依据。手机巡检终端应满足以下要求：CPU：200MHz以上；内存：128Mb以上；Rom：256Mb以上；网络：GSM，手机巡检终端支持通用无线分组业务(General Packet Radio Service，GPRS)；支持Windows Mobile 6.0以上的操作系统，并安装手机巡检终端软件，可实现GPS定位，通过GPRS与巡检系统服务器进行通信。巡检或维修过程中，巡检员或维修员通过手机巡检终端实时将隐患现场的情况回传至巡检系统服务器。
    巡检系统服务器的访问根据不同的访问权限可分为内部访问终端、用户管理机、领导决策终端、外部访问用户。各用户可以查询巡检人员的工作时间、巡检轨迹、最新隐患、人员定位和设备运行数据，通过统计报表模块可以查看巡检人员的巡检到位率、设备的故障率、设备运行的变化趋势、隐患情况的发生时间和处理结果等，统计结果可以通过各种业务报表的方式打印出来。
    该巡检系统的核心是巡检系统服务器，它可以满足巡检系统软件的运行、用户的访问和数据的储存、分析等功能。服务器要求安装巡检服务软件、SQL2005数据库服务软件。系统运行在Windows平台下，标准的Win32s应用软件可以在满足业务功能需求的前提下，保证系统高效运行，并在最大程度上实现数据共享。该系统的内部访问终端、外部访问用户的电脑、用户管理机和领导决策终端只要满足基本的配置，使用IE6.0以上版本的浏览器即可满足要求。该系统需要最少2Mb/s的带宽ADSL或光纤保障通信通畅。
    不论是内部或外部的用户访问巡检服务器，还是远程数据更新，都必须以TCP/IP的网络架构为前提，因此燃气管网智能巡检系统在网络安全的机制上必须有详细的规划。
2.2 燃气管网智能巡检系统的功能
2.2.1巡检系统服务器功能
    巡检系统服务器接收手机巡检终端信息，对其进行读取，分解出隐患发生的时间、地点、设备类型，然后把这些数据自动储存。具体功能如下。
   ① 巡检实时监控
   巡检系统服务器借助巡检系统在电子地图上实时地显示巡检状态，包括巡检点的状态(巡检或未巡检)，各巡检人员在某一时刻的位置和巡检轨迹。显示各个巡检人员发现的故障点的位置、故障描述、现场视频照片等。
    ② 巡检历史查询
    工作人员通过一定权限访问该系统，可以对各巡检人员的巡检历史轨迹和上报隐患进行查询。
    ③ 巡检工作管理
    巡检工作的管理包括对手机巡检终端的管理、人员工作状态和巡检轨迹的分析。通过巡检轨迹的分析可以了解巡检工作人员的巡检距离、巡检速度等信息，以加强巡检工作的管理。管理人员可以通过该系统下达巡检工作计划。
    ④ 隐患的管理
    通过该系统可以随时查看隐患的处理情况。各部门工作人员均可以通过访问该系统，及时发现隐患，协调处理。隐患处理部门对上报隐患的处理情况进行记录。
    ⑤ 数据的管理和分析
    系统根据巡检情况，自动产生巡检日报和月报表。对一定时期内的隐患类型和隐患趋势进行分析，通过隐患类型的分析，了解各种类型隐患发生的频率，以便有针对性地开展工作。
    ⑥ 系统管理
    系统管理包括对系统参数进行设置、用户权限的分配、各级用户密码的管理、使用者资料的维护。系统基本资料的输入内容包括：部门信息、员工信息、巡检片资料、巡检点资料、隐患信息的设定。
2.2.2手机巡检终端功能
    ① 巡检状态回传和隐患上报
    巡检人员在外出巡检时，采用手机巡检终端，通过GPS卫星实时定位，自动(每隔1min，间隔可设置)或手动通过GPRS向巡检系统服务器发送一条报文，汇报当前巡检人员的位置、时间和照片等信息，若发现故障，则把故障类型、设备编号、当前的GPS定位信息发送到巡检系统服务器。手机巡检终端在巡检软件运行时，其手机通信功能不受影响。如遇紧急情况，可通过手机巡检终端以电话方式向公司上报隐患。巡检人员不必到单位报到，可以通过手机巡检终端上报自己的工作状态(上班或下班)，大大方便了巡检人员，节省了时间。
    ② 巡检计划和基本信息的下载
    巡检人员可以通过手机巡检终端软件，及时地下载巡检计划，及时地与巡检系统服务器进行数据(巡检计划、隐患类型、系统参数设置等)更新，以保证与巡检系统服务器数据同步。巡检人员还可以通过手机巡检终端软件查询上报的隐患情况。
   ③ 通信参数的设置
   手机巡检终端使用移动GSM网的GPRS功能进行通信。通过对手机巡检终端的网络通信参数、巡检系统服务器上提供的外网IP地址以及端口号的设置，来保证正常的通信和数据传输。
2.3 燃气管网智能巡检系统的特点
    ① 采用无线网络通信的方式和GIS技术，实现管网巡检工作的信息化管理。
    ② 不需要在设备和管道上安装任何巡检设备，大大降低了系统的采购和维护成本。
    ③ 有效地保证了巡检人员的巡检质量，提高了设备和管网的安全可靠性，从而消除安全隐患。
    ④ 燃气管网智能巡检系统可与企业现有信息系统连接，便于有效地了解、检查巡检工作状态，及时发现管道和设备的缺陷情况，提升管道和设备运行安全性，降低生产运营成本，提高工作效率。具有造价低，易操作，设备使用寿命长等显著优点。
3 总结与展望
    该系统运行后，提供了详细的巡检记录和数据分析报表，大大加强了对巡检工作的管理；有效地降低了人为因素带来的漏检或错检等问题，减少了隐患造成的安全事故；不仅使管道和设备检修部门在巡检工作上第一次实现了无纸化数据采集，还可以有效地监督巡检人员的工作情况，实现巡检工作信息化、智能化，从而最大程度地提高工作效率，降低管道和设备的故障率；强大的网络访问功能，使各部门、各级领导都能通过该系统了解管网的运营隋况，以便对突发故障作出及时的、有效的处理。
    该系统在试运行过程中也存在一些问题，例如定位的精确性问题。GPS定位信息的精确性受着多方面的影响，卫星的覆盖面、天气情况、楼群内部的干扰等情况都会使GPS的定位信息产生误差，影响正常工作。随着移动公司辅助全球卫星定位系统(Assisted Global Positioning System，AGPS)的推出，定位精确性有望进一步提高。
    城市燃气管网智能巡检系统是燃气企业信息化建设的一个重要组成部分。它将与燃气企业的SCADA系统、燃气负荷预测及调度系统、燃气企业的故障抢修系统、收费系统等结合，形成一个完整的燃气企业信息化管理平台。
参考文献：
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(本文作者：谭洪艳1 赵宇飞2 吕宏杰2 马传峰2 周卫红1 吕子强1 1.辽宁科技大学资源与土木工程学院 辽宁鞍山 114051：2.鞍山市燃气总公司 辽宁鞍山 114002)