智能技術在城市燃氣管網中的應用分析

＊張晨 張明作 楊雷雷 劉慧權 卜令輝 曹偉奇

（1.北京市燃氣集團有限責任公司第四分公司 北京 102101 2.北京市燃氣集團有限責任公司第三分公司 北京 101111 3.北京市燃氣集團有限責任公司第一分公司 北京 101111 4.北京燃氣密云有限公司 北京 101500）

城市燃氣管網運行具有系統(tǒng)化、規(guī)則化的特征，尤其是在城市建設規(guī)模不斷擴大、管網建設和運營范圍不斷擴大的時代背景下，傳統(tǒng)管理模式已經無法適應實際發(fā)展的要求。利用智能化技術應用，能夠實現管網運行數據的實時采集和分析，能夠有效改變傳統(tǒng)管理模式中無法涉及的方面。以此為管理決策制定和實施提供更加科學的依據，為城市燃氣行業(yè)整體發(fā)展、生產生活保障水平提升奠定更加堅實的基礎。

1.城市燃氣管網智能化發(fā)展概述

（1）智能技術的含義。智能技術是人工智能技術的簡稱，從學科體系上講，其屬于計算機技術的分支，主要是通過對智能運行實質的了解，生產出一種以人類智能相似的方式，做出相對應反應的智能設備。同時，智能技術也是關于這方面研究的理論、方法[1]。技術和應用系統(tǒng)的科學。在目前能夠實際應用的智能技術體系中，通常都是以智能算法為框架，以大數據采集為基礎的運行方式，距離真正的人工思維還有較大差距。

（2）城市燃氣管網智能化發(fā)展的必要性。智能技術的提出和發(fā)展已經有數十年歷史，近些年來，隨著相關方面研究的不斷深入，開始逐步應用于社會生產生活的各個方面。在城市燃氣管網中的應用，正是其實際應用的重要形式。對于城市燃氣管網系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)的管理模式較為粗放，整體發(fā)展規(guī)模受到城市自身規(guī)模的限制，安全管理工作也主要是以人工管理模式為主。這種方式不僅存在較大的人力資源和成本投入方面的浪費，更使得管網運行安全管理存在較大隱患，與新時代社會主義建設“以人為本”理念背道而馳[2]。智能技術目前在我國已經取得較為迅速發(fā)展，能夠應用于城市管網運行和管理的各個層面，有效彌補傳統(tǒng)管理模式中存在的不足，革新城市燃氣管網運行體系，從而為燃氣行業(yè)發(fā)展起到重要的推動作用。在未來發(fā)展中，智能技術自身發(fā)展將會實現進一步突破，因此在目前燃氣管網運行體系中，必然要強化智能技術的建設和應用，為未來發(fā)展奠定更加堅實的基礎。

2.智能技術在城市燃氣管網中的應用體現

（1）在管網運行數據管理方面的應用。在城市燃氣管網傳統(tǒng)管理模式中，數據管理一直是較為復雜的問題。由于燃氣管網多是埋于地下，要實現對應節(jié)點的數據采集，必須要提前布置對應的數據采集硬件。對于已經建成運營的管網而言，這方面的系統(tǒng)改造面臨諸多方面的實際問題。而智能技術的應用，能夠依托多元化的硬件基礎，通過在管網兩端及較為便利的位置布設監(jiān)測點，在采集到對應的數據后，再利用軟件平臺對數據進行分析整理。從這方面而言，智能技術在管網運行數據管理方面具有較高的靈活性，數據監(jiān)測也更加全面[3]。通過對濕度、溫度、壓力等各個方面數據的自動檢測和分析，實現管網系統(tǒng)運行故障的識別和分析，有效提升的管網整體安全運行水平。

（2）在智能管理平臺建設方面的應用。隨著城市燃氣管網建設運營水平的提升，其管理模式也隨之發(fā)生對應變化，已經由傳統(tǒng)的線狀管理，轉變?yōu)橄到y(tǒng)化的平臺管理，通過將內部應用、外部服務和系統(tǒng)支撐等功能納入管理平臺，能夠實現對管網運行關鍵點的自動化監(jiān)測，并對事故或事件的發(fā)生給予自動化預警和程序處理。這種預警和程序處理功能的實現，就是以智能技術運行為基礎的[4]。以模擬算法、遺傳算法、神經網絡等算法應用為例，能夠以標準體系實現信息的標準化與兼容性建設，還能夠將城市燃氣管網管理平臺納入城管和市政管理統(tǒng)一體系中，實現信息的自動處理和傳輸，構建系統(tǒng)化的信息服務機制，以此為智能城市建設提供應有的支撐條件。

（3）在燃氣管網泄露預警方面的應用。燃氣管網泄露預警一直是城市燃氣管網管理的難點問題，尤其是在城市建設活動水平不斷提升，市政工程建設類型多元化背景下，常會由于不同的施工作業(yè)造成燃氣管網被破壞，以此不僅造成較大經濟損失，還給社會生產和周邊群眾安全帶來較大影響。智能技術的應用，能夠實現對燃氣管網運行不間斷監(jiān)測，通過智能算法和運行數據庫的建立，實現事故地點精準定位、智能應急處理、預警信息傳輸和智能搶修程序等方面功能。在主控室第一時間接收到預警信息后，各個相關部門和涉及崗位人員能夠利用手機等智能終端同步接收到預警信息，從而更加高效的做好燃氣管網安全運行保障。在完成泄露現象處理后，系統(tǒng)還能夠實現相應信息的自動登記和分析，并將數據上傳至數據庫，為后續(xù)分析精準性提升奠定良好基礎。

（4）在燃氣管網智能巡檢方面的應用。智能巡檢是燃氣管網系統(tǒng)自動化管理的基本模式，是改變傳統(tǒng)管理方式的基本路徑。在傳統(tǒng)巡檢方式中，人工巡檢工作開展效率低下、覆蓋范圍受限，工作開展精細度不足，從而使得管網運行安全無法得以有效保障。智能巡檢體系的構建，能夠較好的解決這方面問題，不僅有效減少巡檢過程中的人力資源消耗，提升整體工作開展水平，還更好的實現企業(yè)運行成本控制，提升整體經濟效益水平[5]。通過高技術人才體系的構建，還能夠推動燃氣管網運營企業(yè)科技水平的提升，實現企業(yè)整體由服務型產業(yè)朝向科技型產業(yè)方向發(fā)展，全面革新城市燃氣管網運營模式。

（5）在燃氣管網系統(tǒng)升級方面的應用。在未來燃氣管網系統(tǒng)運行中，其將適應物聯網技術發(fā)展和智慧城市發(fā)展要求，成為智能化城市建設的基本組成部分。通過燃氣管網智能化建設水平的不斷提升，能夠將其更加深入的與城市建設和運行的各個環(huán)節(jié)有機聯系在一起，實現人與人、人與物、物與物的智能化銜接，在某一方面出現問題時，能夠基于智能化平臺的自動運行，實現對事件信息的自動判定，實現信息在判定系統(tǒng)內的自動傳輸，以此不僅實現城市燃氣管網自身運行水平提升，還能夠推動智慧城市運營模式改變，實現社會經濟發(fā)展模式的革新。

3.智能技術在城市燃氣管網中的應用要點

(1)確保燃氣管網運行安全性

智能技術在城市燃氣管網中的應用，具有多方面的優(yōu)勢，但是其運行根本，是以增設硬件設備，全方面數據采集為基礎的。對于新建管網，可以采用同步建設的模式，而對于已經運營的管網，則需要根據實際情況進行改造。無論采用何種建設方式，都應當以燃氣管網自身運行安全性為基本出發(fā)點[6]。在硬件建設方面，需要保證設備質量，采用單獨UPS供電和儲電設施，確保設備能夠保持穩(wěn)定運行狀態(tài)。在軟件方面，則需要通過智能算法優(yōu)化，構建完善的安全管理和應急管理程序，切實將智能技術的作用發(fā)揮出來。

(2)確保技術選擇與成本控制優(yōu)化

雖然智能技術近些年來一直保持高速發(fā)展狀態(tài)，在應用于城市燃氣管網系統(tǒng)時，也具備較為完善、成熟的技術體系，但是在實際運行過程中，對技術人員的操作控制依然具有較強的依賴性，在技術應用原理和升級空間等方面，也具有明顯的不同。因此在實際運行中，需要根據燃氣管網運行特征和智能技術應用的實際要求，選擇最為優(yōu)化的技術體系。同時，還應當考慮體系在整體層面的成本控制，綜合分析前期建設成本與后期運行維護成本的實際需求，盡量達到各個方面的優(yōu)化，實現智能技術整體應用的平衡。

(3)強化數據采集和管理

數據采集和管理是智能技術應用的基礎，只有不斷豐富整體數據體系，才能夠確保智能技術水平全面提升。因此在實際建設中，首先應當根據城市燃氣管網運行現狀和發(fā)展規(guī)劃要求，合理布置數據采集點，既要能夠滿足智能計算的實際要求，又要能夠強化建設成本控制，為后續(xù)升級服務留出足夠空間。其次是為達到更為優(yōu)化的應用效果，還應當強化數據采集參數的全面性，在傳統(tǒng)數據運行體系中，范圍僅是控制在溫度、濕度和流量等基礎性數據方面，在智能技術體系下，還應當涵蓋濃度、震動及其他數據，確保智能分析水平不斷提升。再次是要能夠強化數據安全管理，從硬件設置和軟件控制兩個方面共同著手，確保數據安全和私密性，確保其經濟效益和社會效益能夠更好的得以體現。

4.結束語

智能技術導入城市燃氣管網系統(tǒng)，已經成為燃氣事業(yè)發(fā)展的必然要求。在其應用中也將會出現多個方面問題。對于相關管理層面而言，必須強化對智能技術應用的重視程度，加大資金和人力資源等方面的投入，緊隨智能技術發(fā)展的前沿技術，將燃氣管網智能化建設與智慧城市建設有機融合，不斷提升整體建設水平。以此才能夠真正實現城市燃氣管網運行的智能化，構建更加安全、科學、先進的燃氣管理系統(tǒng)。