智能化技术在城市燃气管网中的应用

在城市发展的过程中，人们对于燃气的需求量正在不断增大，因此，必须要积极开展燃气管网建设，提高其安全性和可靠性。要采用先进的智能化技术对燃气管道进行实时监管，获取管道的运行信息。智能化技术具有很多优点，在进行城市燃气管网建设的过程中，这项技术的应用范围正在不断扩大。在电气工程领域，多数应用均离不开智能化技术的支持，同时，智能化技术会充分借鉴电气工程中的先进思维和技术，获得更加深入的发展。将智能化技术应用到燃气管网之中，可以发挥出多种信息传感器设备的优势，使燃气管网实现网络化和智能化跟踪与监控。

城市燃气管网智能化的现状

随着城镇化进程的不断扩大，城镇规模的逐步庞大也让城镇燃气管网的建设和运营管理需求被进一步扩大。城镇燃气管网作为市政管网的一大重要组成部分，其智能化进程也将大幅度影响市民的生活。在目前的燃气管网运营管理中，由于燃气易燃易爆的特殊性，且经过多年以来的发展，城市地下燃气管线错综复杂，管网规模庞大，对安全性的要求也越来越高。快速的发展下，泄露、爆炸等安全事故频频发生，部分城区由于道路到达使用年限需要不断翻新，且人口愈加密集城市压力持续增大，管网的不安全因素增多造成风险随之提高，管网状况已经处于事故高发期。因此，智能化技术在监控管理等多方面的全面应用对于城镇燃气管网而言刻不容缓，使得安全管理方式更趋于理想化，实现迅速预警并能够及时发现燃气的各类风险与安全隐患，以保证整体管网的运营安全。

城市燃气管网的智能化发展，使得燃气管网的管理更接近精细化发展，智能化已经成为未来燃气管网的发展方向，利用先进的信息化手段对设施进行改进，保障燃气管网的安全运营和精准控制，节约人力。在很多城镇燃气管网智能化已具备一定规模，不少企业都建立了燃气管网智能化信息系统，例如GIS和SCADA系统，解决了传统运行中的大量问题，大幅度减少了人力成本。在管网定位方面，部分企业将北斗技术应用于生产运营实际当中，对提高定位精度提供了有力支撑。

城市燃气管网智能化体系及其必要性

在进行燃气管网管理时，应用先进的智能化技术可以构建更加完善的燃气管网智能化运行体系。在燃气管网智能化体系中主要包括多种数据分析系统和数据监控系统，而这一体系离不开网络技术的支持。随着时间的推移，人们对于燃气的需求量不断增长，在我国大部分地区城市燃气管道应用率很高，而且具有较高的自动化运行水平，这些燃气管道还有环保、节省空间的优势。不过，由于燃气管道在运行的过程中会耗费大量的燃气和轻油，如果处置方式不合理，就可能会出现燃烧和爆炸等严重的事故。

我国对于燃气资源的开发正在不断完善，越来越多的用户开始充分应用燃气资源满足日常生活需求。在设计过程中，要高度重视燃气管道位置的设置，因其直接关系到建筑主体的安全性。可以合理进行空调机房、换热站和备用库房的布置，这样就可以降低安全事故发生的可能性。最好可以将其设置在空旷的场地之中，远离人群密集的场所，不要设置在民用建筑和主要通道两侧等位置。随着城市燃气管网陆续投入使用，其所产生的数据信息日益增大，工作人员往往不能对其进行有效的分析和处理。在这种情况下，先进的智能化技术就显现出其必要性，通过完善城市燃气管网的功能，确保信息得到高效处理[3]。

对比传统燃气管网和智能化燃气管网的使用管理效果，传统燃气管网的数据资料通常以档案或图纸形式储存，更耗费人力且管理效率较低，且常因运行的不到位导致各种突发情况的发生。但对于智能化燃气管网而言，以上问题均大幅度得到改善，电子化的存储方式和信息平台的综合管理高效且节省人力，全天实时监控和管网数据的实时上传可以控制和预防管道事故的发生，通过完整性管理经济合理地保证管道安全运行。因此也凸显出燃气管网智能化的必要性，在燃气运营和创新等方面，应加大相应的技术投入，进行智能化改造并应用于管理运行，以提升城市燃气管网的整体质量。

信息化技术在城市燃气管网中的应用

目前已有信息化技术应用于燃气管网智能化中，形成了信息系统。例如上文提到过的GIS系统和SCADA系统。

GIS（Geographic Information System）系统，又称之为地理信息系统，作为一种新型数据处理系统，其可以确保数据得到有效的管理和调配。地理信息系统离不开计算机技术的支持，利用计算机强大的运算功能实现比较复杂的信息处理。在城市燃气管网中主要包括分配燃气网络，其与传统的燃气分配网相比不仅更加灵活，而且可操作性比较强、具有很强的实用性，城市燃气管网系统中包含自动化专业知识与技术，主要用于自动调配燃气资源，可对燃气输送设备进行有效的控制[4]。

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统是以计算机为中枢、通讯技术为神经、RTU（远程终端）和传感器为行动、感知的生产过程控制与调度自动化系统。SCADA系统实质上是一种实时监控系统，可通过终端数据采集，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。

1）数据采集和编辑

由于数据的来源比较复杂，且易受到多种因素的干扰，因此，需要确保系统的数据库中各项数据安全可靠。在如今的信息化时代，数据采集技术的迅速发展可以有效降低现场数据采集中存在的风险，提供更加准确实时的数据，保证管理层和执行层之间得到有效沟通，加大协同力度。应用先进的数据采集和编辑技术可以保证现场数据采集与管理效率得到有效提升。

2）数据存储和管理

数据存储和管理主要是为空间数据和属性数据建立动态连接的关系，确保信息得到有效的调配和使用。在城市燃气管网系统中应用数据采集技术可使得数据得到实时采集，为决策提供有效的参考依据。开展物体数据采集工作时，要充分利用现场数据采集技术的优势，确保信息传输方式得到更新和优化，并对采集物体模型进行优化，还可以及时修改图纸中不合理的内容，发挥出绘制功能的优势。采用现场数据采集技术可确保相关人员了解到重点部位情况，有助于优化工作方式，提高工作效率。

城市燃气管网智能化体系的规划与要点

在进行城市燃气管网智能化体系的规划时，要遵循以下原则。

1）保证燃气管网的安全性

将燃气管网建设与建筑安全要求紧密结合，全面保障燃气系统的安全性，这样才能避免出现安全隐患。在进行智能化控制系统的规划与设计时，要确保供电稳定，构建不间断供电电源，确保系统可以正常运行。即使出现断电，系统也可以继续运行，这一功能可以由集成UPS电源实现。在不同场站的智能化控制系统中单独配置UPS 供电设施与储电设备。要采取有效的编程设计，明确安全管理措施，最好可以设置一套完整的应急程序，比如针对断电、黑客与病毒入侵等情况进行预警，确保系统在意外情况下可以顺利启动，保证系统安全。

在近年国内燃气爆炸事故情况的分析报告中可以发现，由于不明原因引起的爆炸次数远高于其他原因，而由此也显示出燃气管网监控的缺失。对此可以采用完整性管理对管道运营中面临的风险进行识别和评价，并不断采取针对性的风险减缓措施，将风险控制在合理、可接受的范围内，最终达到持续改进、预防和减少管道事故发生以保证燃气管网安全的目的。这就需要首先进行风险辨识和评估从而控制风险，例如辨识储存介质危险有害因素、燃气储运工艺及管道设备设施和人力、安全管理危险有害因素或是环境危险有害因素等。而利用智能技术可对相应的风险进行实时数据监测，有针对性地展开重点控制从而达到消除风险的效果。

2）技术选择与系统经济性

在设计和建设智能化系统时，要选择实用性较强的技术，确保技术拥有一定的先进程度。要确定其通过严格的检验，具有完善、成熟的技术体系，这样才能保证后续维护升级工作顺利开展。在进行系统操作界面设计时，要融入以人为本的理念，保证功能更加人性化，便于操作。进行程序设计时，将其与我国信息管理系统主流管理操作模式相结合会有助于系统的推广。进行系统配置时，要考虑到升级和扩容问题，这样才能确保其拥有更加完善的功能。选择与系统相关的构件和设备时，要考虑到设备的性能和维修的便捷性。在进行系统软件和硬件开发时，要重视程序源代码的开放性与可拓展性并保证其有良好的兼容性，避免出现系统接口和驱动过于复杂，确保系统与第三方通讯之间的衔接更加顺畅，保证系统正常运行，便于更好地维护通讯系统。

除此之外还需要考虑到资金投入与后续维护工作。在保证系统功能完善的同时，确保系统能够实现顺利升级，在确保系统安全的前提下，避免投入较多的资金，降低投入成本，还要合理对其进行维护，减少不必要的开支，确保后续维护工作有强大的资金支持。

3）数据采集

在进行智能化城市燃气管网设计时，需要确保信息和数据得到实时采集。如果信息数据的实时采集功能不够完善，就不能保证系统进一步发挥出自动化控制的功能。在进行数据实时采集时，通常需要合理布置智能化燃气管网的信息监测点，确保其得到有效的分布，要按照关键控制点的监测工作性质对数据采集的模式和方法进行设置。要重视参数设计，对关键控制点进行不间断视频监测；对关键点位置的温度、湿度和流量等参数进行不间断监测；设置完善测量装置和设备。对于特定关键点进行监测时，还要确保可燃气体浓度和震动指标得到相应的探测和检测。在保证所有的监测装置设置完毕后，还要对其进行相应的处理，避免装置受到水的影响，提高各装置的防雷和防盗效果。对于使用天然气的用户进行入户安检管理，确保用户燃气数据资料信息得到自动记录；加强对事故的识别，做好巡检工作，对用户的各项资料和数据进行自动化录入和统计，保证燃气使用更加安全；加强对天然气使用量抄表工作的实时监督与控制。

4）燃气管网智能化监控与预警

为避免燃气泄漏而产生的严重安全事故，降低安全隐患，需要在应用智能化技术的过程中对燃气传输系统进行不间断的监测，通过自动预警及时对事故发生的地点进行准确定位，采取智能化应急处理方式，确保预警信息得到有效的传输，并启动抢修程序。在需要监测的系统中设置充足的燃气泄漏自动监控报警装置，一旦燃气系统出现泄漏或管道破裂等问题，就可以通过该装置进行预警，系统主控室将会在第一时间内收到信息，启动自动预警处理程序，并及时展示事故出现的位置。系统拥有完善的通讯措施，工作人员可以得到及时通知，并对问题进行处理。问题处理完毕后，系统会自动登记处理结果和事故发生的原因。

同样，需要对压缩天然气和液化天然气的关键部位进行不间断监测。一旦出现突发状况，可以在第一时间内了解现场的情况，并进行有效地指挥调度，需进一步完善监控系统，充分结合移动通讯技术、微波信息通讯技术等现代科技不断完善远程视频监控的功能。

综上所述，在大力开展城市燃气管网建设时，需要积极应用先进的智能化技术，使燃气管网更加安全可靠，确保信息技术和工业之间实现技术共通。要进一步扩大智能化技术在城市燃气管网中的应用范围，使能源更加清洁环保，使燃气管网为城市居民带来更多便利。

作者：汤佳烨