智慧燃气解决方案

一、行业发展趋势

随着中国经济的飞速发展，天然气在工商业和城镇居民的能源消费比重大幅度提高，国内对天然气的需求也逐年猛增。能源企业，天然气输配气企业，迎来了业务发展的黄金期。

为满足国内经济对天然气日益增长的需求，国家在不断寻求新的气源，包括海外进口，加强国内气源勘探和提高产量。面对发展机遇，天然气行业企业应着眼于实现如下目标：
   1) 要提高企业的生产效率和效益。
   2) 要保证管网的安全运行，提高管道网络的安全运行水平，保证供气和用气的稳定。
   3) 要提高管网资产的管理水平，降低运营维护成本，精细化管理，提高资产利用效率。
   4) 要提高管网的运行效率，实现对燃气管网的数字化管理。
   5) 要提高人员管理水平，提高企业管理效率。

二、“智慧燃气”概览

三、“智慧燃气”应用体系

智慧燃气解决方案的设计，首先依据ISA95/IEC62264国际标准进行，明确解决方案所解决的问题属于IT架构的哪个层次。

           图：基于ISA95标准的IT分层架构图

智慧燃气解决方案所包含的IT应用如下图所示：

                          图：智慧燃气应用架构图

1.1 IT基础设施

IT基础设施的建设必须遵循、符合国际、国家、行业设计规范和标准，要有前瞻性，不但要满足企业近期应用系统的要求，而且通过建立一个可扩充的体系结构，承担起未来若干年内信息化发展的需要；以信息化需求为出发点，系统化地规划、建设和管理企业的IT 基础设施，优化资源，发挥其综合效能；坚持总拥有成本控制原则，从建设、运行和服务的各个环节保证基础设施的低成本，高效益；项目建设过程要兼顾系统投入使用后的运行和维护，加强信息化管理队伍和技术队伍的建设，以完善的组织管理体系，确保基础设施的稳定可靠。

1.1.1 机房/综合布线

机房是公司整体信息化建设的基础，为网络设备、监控设备及存储设备等提供良好的运行环境，保障整个公司业务正常运行。综合布线系统是为计算机、通信设施、监控系统等信息传输预先设置的信息“高速公路”，它将语音、数据、图像等设备彼此相连，同时能够与外部通信数据网络进行连接，为各个弱电系统提供信息传输通道。

1.1.2 网络系统

网络系统是信息化应用的基础，所有应用系统都依托网络通信系统平台，实现数据、图像、语音等内容的传输和共享，实现各系统的功能。

1.1.3 数据中心

作为信息化系统运行的环境，数据中心是在云计算架构基础上，通过虚拟化充分整合计算、存储及网络资源，形成的模块化程度较高、自动化程度较高、具备较高绿色节能程度的新型数据中心。通过数据中心，企业能够按需调用各种资源（如服务器、存储、网络等），实现对物理服务器、虚拟服务器等的自动化管理，实现各类应用的分布式运行。

1.1.4 灾备系统

通过数据同步技术，实现本地数据的远程（同城或异地）传输和保存，在发生各种灾难时实现数据和业务的快速恢复。根据具体业务的重要性，结合成本、数据信息类别和基础设施结构，可选择采用数据容灾或应用容灾。

1.1.5 IP调度通讯系统

网络系统是信息化应用的基础，所有应用系统都依托网络通信系统平台，实现数据、图像、语音等内容的传输和共享，实现各系统的功能。

1.1.4 灾备系统

通过数据同步技术，实现本地数据的远程（同城或异地）传输和保存，在发生各种灾难时实现数据和业务的快速恢复。根据具体业务的重要性，结合成本、数据信息类别和基础设施结构，可选择采用数据容灾或应用容灾。

1.1.5 IP调度通讯系统

网络系统是信息化应用的基础，所有应用系统都依托网络通信系统平台，实现数据、图像、语音等内容的传输和共享，实现各系统的功能。

1.1.6 大屏幕显示系统

采用*的技术和成熟的产品，建设全数字化的信息展示中心，可同时处理网络信号和模拟信号，满足调控中心不断发展的网络和各种数字信号处理应用需求，为现代化的多信息、多部门协同工作提供可靠的支持。

1.1.7 视频会议系统

实现公司与集团、下属企业进行实时视频通讯、培训。通过部署MCU和终端，利用网络及会议室多媒体设备，将现场声音、图像、视频以及文件资料进行互转，实现即时且互动的沟通与交流。

1.1.8 工业视频监控系统

对天然气分输站的关键生产部位和周界进行实时监控，并且记录视频信号和人员、车辆、不明物体的进出等行为。系统通过前端摄像机采集现场图像信号，将各监控点的实时图像传输到调控中心和分输站，并能把SCADA 系统重要参数叠加在视频图像上，在调控中心和分输站视频设备上实时监视、控制现场的录像，及时了解现场情况，同时支持录像的存储及历史画面的调用。

1.2 生产监控

1.2.1 燃气SCADA系统

用于监测、控制整个现场内工艺设备的运行，保证输气生产安全、可靠、平稳、高效、经济的运行，对管道各站点进行实时工艺状态监视，发布调度指令及各站的气量统计、结算等。

1.2.2 燃气在线泄露检测系统

燃气地下管道安全监测系统由天然气泄漏检测终端，远程数据采集终端、数据采集软件组成。天然气泄漏检测终端定时检测阀门井等密闭空间的甲烷浓度，并将浓度数据通过GPRS发送给数据采集软件；数据采集软件分析泄漏检测终端发回的数据并存储到数据服务器中，超过设定的阀值时会短信报警；WEB服务器和移动客户端作为人机接口，方便燃气公司监控中心人员实时监控每个阀门井的状态，大大节省了人力物力的同时，避免了人为监测在时间和空间上的检测盲区，从而避免来了燃气泄漏事故的发生,提高了燃气公司的管理水平。

1.2.3 LNG/CNG站控系统

站控系统具有一个集成的生产控制平台(MACS-SCADA)，核心技术平台由安全容错计算机、安全可靠的工业以太网、现场总线技术、大型实时数据库分布式工业I/O等组成。系统通过对各种协议和设备的数据采集、传输、数据处理、组态工艺展现、预警报警处理等，将全站的设备参数集中实时的展现在终端上。

1.2.4 危险源防控与应急管理系统

建立危险源监测防控及应急指挥系统，利用数据挖掘技术对管道地理信息（GIS）数据、分布式光纤管道多参数在线实时监测数据、SCADA系统感知数据、远程实时视频数据等大数据进行采集，针对危险源进行安全关联影响分析与应用，将安全风险预警与基于GIS燃气管道安全管理系统、应急指挥系统相结合，通过信息化手段帮助企业进行危险源安全生产检查，加大事故隐患整改和重大危险源监控力度，力求做到防范于未然，同时，实现事故应急快速处置，应急方案快速制订，预案快速启动，以及二三维实时的调度与应急指挥，提高安全应急决策处置能力。
   利用*的 网络技术、通讯技术、计算机技术等多门学科技术，在突发事故时能够及时处理事故。同时，通过灾备系统保证生产的不间断进行。

1.2.5 车辆监控系统

使用GPS定位器对车辆进行实时位置监测，及时发现异常，出现问题时根据车辆位置进行应急处理。

1.3 生产管理

以企业生产运营指挥为核心，建立计划、调度、物料、能源、生产操作、生产绩效管理等为一体的生产管理系统、覆盖生产装置、罐区、仓储、进出厂、生产平衡、统计平衡、计量等生产管理业务，为企业经营管理系统提供及时、准确和完整的数据。实现生产信息的可视化展示与监控，为企业和管理部门提供专业主题分析、综合管理指挥应用。

                        图：遵循“PDCA”完整生产运营闭环管理理念图

生产管理层业务系统的总体目标是：
   1) 建立统一的生产管理业务平台；
   2) 提升生产数据的及时性、准确性和完整性；
   3) 跟踪物流，发现问题，提升管理；
   4) 通过系统的平衡策略，实现了统计日平衡；
   5) 建立精细化生产管理的体系标准；
   6) 规范生产业务流程，提高生产管理效率；
   7) 形成MES接口标准；

  8) 提升信息化水平，降低劳动强度，提高工作效率。

1.3.1 GPS智能巡线系统

系统提供了丰富的应用功能模块，包括监控中心模块、隐患管理模块、隐患分析模块、巡检管理模块、绩效考核模块、车辆管理模块、基础管理模块等，可以充分发掘GPS系统的特点，为燃气管网巡检管理提供可视化手段。同时，系统采用多层架构，将数据和业务逻辑分离，便于今后系统的维护和功能升级。
   在基于WEB方式的网络版GPS系统的开发上，系统采用瘦客户端模式，用户可以直接通过WEB浏览器实现地图操作、数据浏览、图形测量、事件查询统计、巡线区域管理、业务信息查询等应用功能。用户界面简洁明快、简单易用，方便用户的操作使用。

1.3.2 输配调度管理系统

燃气企业的燃气输配调度管理范围基本上是从管道、门场站、调压站到用户，基于此构造了供气企业的运营流程。
燃气输配调度管理就是通过管网运行状况监控分析及调整、气源协调、计划与运销、统计分析，使整个输配调度系统保持平稳状态，从而为用户提供高质量、有安全保障的供气服务，减少燃气输配过程中的损失，延长管网的使用寿命，保障输配系统安全运行，提高运营决策和技术支持，提高企业的运营效益。

1.3.3 气体计量管理系统

本系统致力于为燃气公司提供天然气计量、调度和管理解决方案的办公系统。通过对燃气自动化控制系统的实时采集数据，及时、有效监控输配管网的运行工况，利用数学模型预测用气负荷、进行泄漏分析，合理使用供气设施和输送设备，确保安全、稳定供气。并通过对气源采购、气量平衡、用户供气、气量结算、管存进行全过程管理，减轻现场人员手动填报工作量，为管理人员提供强大的图表和数据分析功能，为企业提供气量计划、采购、管理、分析一体化的解决方案。

1.3.4 管道完整性管理系统

通过应用无线网络传输技术、GIS地理信息技术、GPS（AGPS）卫星定位技术、智能终端等技术和设备，建立燃气行业智能巡查系统，通过智能终端完成日常巡查作业，例如将现场的事件类别信息、事件内容、事件位置、事件现场图片或视频等信息传送到调度中心，相关部门可对巡查人员的实时位置进行调度和指挥，远程布置巡检任务等，以提高巡查效率，提升集团公司的服务能力。

1.3.5 管道优化与仿真系统

利用计算机技术等多门学科，将集气、净气、储气、配气这些看似独立的工艺过程连接成一个统一的整体。随着燃气规模的不断增大，天然气管网系统也日趋庞大，利用仿真系统描述管道系统的流动过程，为天然气管道调控决策提供支持。

 1.3.6 客服管理系统（呼叫中心）

系统主要功能：
   1、客服电脑终端安装语音采集卡，与固定电话线连接，通过终端客户端软件可以接听和客户电话，所有接听和电话的时段、录音、未接电话的号码及时间均要求保持记录；
   2、客户端软件采用C/S模式，正常运行时24小时在线，支持多人并行操作使用；
   3、所有服务事件进行编号管理，并包含事件文字记录、录音记录、处理人、处理过程、回访等记录，可以发短信给客户及处理人；
   4、可以关联客户收费管理系统，从收费系统中提取并同步客户基本信息，并构建完整的CRM系统。来电时根据号码显示客户信息和历史服务记录；
   5、可以增加客户信息、如等进入CRM系统；
   6、相关查询数据查询及报表功能。

1.3.7 加气站一卡通系统

利用智能卡，可以在集团所属的加气站和加液站使用加气、加液服务，为集团客户提供便捷的支付方式，促进集团效益的提升。