構建城市燃氣智慧調(diào)度運營管理平臺的方法

王寶金

（北京市燃氣集團有限責任公司第四分公司，北京 100176）

2019年，我國天然氣產(chǎn)量在1 733億m3左右，天然氣新增1.4萬億m3，同比增長68%，我國天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，日供氣能力提升5 000萬m3。由此可見，天然氣已經(jīng)成為人們生活當中不可缺少的一部分，如何更好地調(diào)度天然氣是每個公司需要迫切思考的問題。本文所研究的智慧調(diào)度運營管理平臺的建設和完善能夠有效加強監(jiān)管力度，從而為企業(yè)決策和調(diào)度配置形成支撐。同時在遠程監(jiān)控的應用之下，實時監(jiān)測各個區(qū)域設備運行狀態(tài)，智能預警，在數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘的基礎上為燃氣公司展現(xiàn)出完整、動態(tài)的設備運行情況。

1 城市燃氣智慧調(diào)度運營管理平臺規(guī)劃建設原則

1.1 安全性原則

在我國經(jīng)濟結構及能源結構不斷調(diào)整的背景之下，天然氣的使用已經(jīng)滲透到了城鄉(xiāng)居民的生活中，無論是用氣量、用戶數(shù)量還是設備使用程度都較之往年有了大幅度上升，這對于燃氣企業(yè)的建設工作及服務工作提出了更高的要求，必須對燃氣管網(wǎng)實時監(jiān)控，從而確保輸配安全。而上述監(jiān)控工作主要依賴于各種信息化系統(tǒng)，在系統(tǒng)的不斷完善之下燃氣企業(yè)生產(chǎn)管理水平得到了有效提高，如客戶服務系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)等建設已經(jīng)較為完善，但是各系統(tǒng)之間有著較大的獨立性，不能通過系統(tǒng)整合來更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘以及綜合調(diào)度等，且對于一些突發(fā)情況的應對也不夠及時，“孤島”現(xiàn)象嚴重。

安全性原則是生產(chǎn)管理當中最重要的原則，而管網(wǎng)系統(tǒng)的控制以及對生產(chǎn)運營的主要目的也是為城市燃氣系統(tǒng)的安全提供保障，且實時檢測及預警輸氣系統(tǒng)運行的各項參數(shù)，根據(jù)預警等級決定是否開啟自動連鎖保護，通過這種方式防止事故的發(fā)生；整個設備的運行控制通過邏輯鎖的結合進行順序控制，避免人為錯誤操作；設立故障事件分析記錄系統(tǒng)，在設備遇到故障時，此系統(tǒng)能夠自動記錄故障情況，保存故障參數(shù)，從而及時判斷故障，設立故障集，為今后的預警及故障處理提供經(jīng)驗。智慧調(diào)度平臺的軟件配置方面，針對不同員工設置了不同的權限，并且針對各數(shù)據(jù)訪問接口設置了安全區(qū)和安全級別，以此預防和抵制黑客的破壞，確保系統(tǒng)安全。

1.2 開發(fā)性、兼容性及可拓展性原則

此次系統(tǒng)的設計必須符合標準，提供標準接口和驅(qū)動程序，這樣可以極大降低后續(xù)第三方設備及系統(tǒng)的接入難度。同時系統(tǒng)的擴容能力達到30%，能夠在后續(xù)使用中不斷升級。系統(tǒng)建設時所使用到的設備可以在當前市面上購買，并且在今后多年內(nèi)不會停產(chǎn)，系統(tǒng)所使用到的技術由國內(nèi)多家公司及個人提供，在后續(xù)的設備和技術更換、維修、升級時較為簡單。

1.3 先進性原則

在設計系統(tǒng)時選用了當前較為成熟的開發(fā)平臺，并且此開發(fā)平臺廣泛應用于各種系統(tǒng)建設中，性能非常穩(wěn)定。系統(tǒng)漢化程度達到100%，所使用到的軟件與國內(nèi)標準相吻合，操作模式符合國內(nèi)居民的使用習慣。系統(tǒng)對當前熱門的大數(shù)據(jù)技術、物聯(lián)網(wǎng)技術等都有深層次的使用，對于數(shù)據(jù)實時處理功能進行多層優(yōu)化，保證設備風險預警的準確性和及時性。

1.4 經(jīng)濟性原則

系統(tǒng)設計并不是為了滿足一時需求，而是為了持續(xù)、長久使用，所以在建設時考慮到系統(tǒng)后續(xù)的運行及維護費用，選用的設備應注重經(jīng)濟性，也就是說在考慮設備可靠性的基礎上選取綜合費用更低的一種。

1.5 高效性原則

此次平臺建設主要目的是提高燃氣公司調(diào)度工作的效率，平臺將多個系統(tǒng)整合，使公司各部門之間進行聯(lián)動，調(diào)度部門、決策部門、指揮人員、一線人員能夠通過系統(tǒng)第一時間接觸到故障設備及事故現(xiàn)場，效率較之以往極大提高。

2 智慧調(diào)度運營管理平臺當中的主要業(yè)務子系統(tǒng)

2.1 管網(wǎng)巡檢系統(tǒng)

想要使燃氣系統(tǒng)運行過程中不發(fā)生意外，就必須重視巡檢工作。為了保證巡檢工作的有效性，需要對巡檢人員的工作進行實時監(jiān)督及考核，如監(jiān)督考核其工作是否定期定時、監(jiān)督其巡檢路線是否正確等。巡檢系統(tǒng)能夠?qū)ぷ魅藛T進行實時定位，并且上傳其定位信息，達到監(jiān)督的效果，同時巡檢人員也可以運用系統(tǒng)上報所發(fā)現(xiàn)的異常信息，從而協(xié)助公司及時處理問題。

2.2 管網(wǎng)GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）系統(tǒng)

管網(wǎng)GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）系統(tǒng)在Aregis平臺的基礎上搭建，能夠有效管理管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)將官網(wǎng)電子化數(shù)據(jù)與基礎地形信息進行結合，通過B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式）架構完成設計和開發(fā)。系統(tǒng)的主要作用是為公司提供地形服務、查詢功能、分析功能以及二次開發(fā)功能。

2.3 管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)）系統(tǒng)主要包含場站SCADA站控系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^點對點的通信方式完成對場站監(jiān)控數(shù)據(jù)向調(diào)度中心的傳送，而無線通信APN（Access Point Name，接入點）通道的使用可以將區(qū)域調(diào)壓站及加氣站等傳送到調(diào)度中心，在SCADA系統(tǒng)的試用下，利用遠程發(fā)布模式保證有人值守站點數(shù)據(jù)信息共享應用。

2.4 客戶服務系統(tǒng)

此系統(tǒng)的主要目的是使企業(yè)及時掌握用戶的使用動態(tài)，以便更好地為用戶提供維修服務。系統(tǒng)的主要工作內(nèi)容是記錄用戶的燃氣設備、管理用戶的各項基本信息、分析用戶的使用習慣以及處理用戶的投訴。

3 平臺設計

3.1 總體架構設計

3.1.1 總體技術架構設計

此次所設計的指揮調(diào)度平臺是基于面向服務的體系結構（Service-Oriented Architecture，以下簡稱SOA）技術架構完成的，SOA架構的應用能夠有效完成系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的整合，并且對新應用進行擴展，通過信息模型的使用連接應用服務及功能，而通過數(shù)據(jù)模型的使用將功能與數(shù)據(jù)儲存進行連接。此次SOA架構與以往的集成方式相比有一些進步，極大降低了系統(tǒng)集成成本，提高了系統(tǒng)集成效率，避免了“孤島”現(xiàn)象，對于系統(tǒng)整體而言起到了技術支撐的效果。

3.1.2 總體業(yè)務架構設計

圖1是此平臺總體業(yè)務架構設計。

圖1 城市燃氣智慧調(diào)度運營管理平臺總體業(yè)務架構設計

3.2 平臺功能設計

3.2.1 資源統(tǒng)一，管理調(diào)度

城市燃氣智慧調(diào)度運營管理平臺收集并且整理出每個業(yè)務系統(tǒng)信息，并且根據(jù)所整理出的信息結果制定出標準規(guī)范，在GIS地圖的配合之下統(tǒng)一調(diào)配及管理設備維修人員、設備巡檢人員、場站、車輛等所有資源，并且對資源進行監(jiān)控，從而提高燃氣公司的運行效率，并且在這種統(tǒng)一協(xié)調(diào)之下，使業(yè)務部門之間的溝通協(xié)調(diào)水平得到大幅提高。

3.2.2 統(tǒng)一接報，調(diào)度指揮

在系統(tǒng)整合的基礎上，利用客戶服務系統(tǒng)將呼叫信息所接收到的所有信息上傳到“智慧調(diào)度臺”，之后調(diào)度員處理及預測信息，對于緊急程度不高的，調(diào)度員需電話聯(lián)系用戶了解現(xiàn)場情況；對于緊急程度較高的，調(diào)度員直接派出搶修人員趕往現(xiàn)場。通過這種形式達到客服系統(tǒng)與搶維修系統(tǒng)的雙閉環(huán)，同時提高用戶使用體驗。

3.2.3 智能測距，就近響應

在定位軟件及GIS系統(tǒng)的應用之下高頻率進行刷新定位，保障定位的準確性，并且只能測算維修人與問題點的距離，達到智能派單的效果。維修人員通過智能終端設備隨時接單，系統(tǒng)可以為維修人員提供接單、聯(lián)系、導航、簽單等服務，在方便維修人員的同時提升維修效率。

3.2.4 智慧調(diào)搶

智慧調(diào)度平臺通過對GIS系統(tǒng)以及客戶服務系統(tǒng)進行整合，開發(fā)“智慧調(diào)搶”，達到了調(diào)搶維修全流程閉環(huán)管理的目的。

3.2.5 實時互動，現(xiàn)場指揮

智慧調(diào)度平臺通過集成單兵系統(tǒng)在各種視頻設備的試用下達到實時視頻互動，在突發(fā)事件出現(xiàn)時，公司相應部門的管理者與現(xiàn)場的工作人員實時聯(lián)系，實時指揮，從而提高指揮效率與搶修質(zhì)量。

3.2.6 一鍵反饋，高效閉環(huán)

在維修工作結束之后，通過終端智能設備填寫工單，具有節(jié)能環(huán)保的特點。在填寫完成之后工單會自動上傳到客戶服務系統(tǒng)，避免人工上傳的煩瑣，達到了閉環(huán)管理的效果。

4 結束語

針對當前市場上燃氣公司調(diào)度工作中存在的問題進行了智慧調(diào)度平臺的建設分析，從平臺建設的原則、平臺中主要子系統(tǒng)以及主要平臺設計三個方面展開了研究。通過對現(xiàn)在燃氣公司的實際情況了解可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的調(diào)度方式弊端仍然非常明顯，調(diào)度效率較低、調(diào)度成本較高、調(diào)度及時性較差，而城市燃氣智慧調(diào)度平臺的構建能夠有效解決這些問題，使搶維修工作變得更加高效，為燃氣公司及用戶帶來便利。目前已有部分公司著手智慧調(diào)度平臺的建設和完善，也對平臺的效果進行了驗證，這對人們來說是一件利好的事，但同時隨著時代的發(fā)展和進步，智慧調(diào)度平臺的升級換代不可避免，希望此次研究分析能夠為今后的智慧調(diào)度平臺建設提供一些幫助。