燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)的設計與應用

摘 要

摘要：本文介紹了燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)組成、功能和應用，提出了燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)設計方法和實現(xiàn)途徑，重點提出了保障工藝數(shù)據(jù)在采集、傳輸、存儲和分析過程中可靠性及整個系
摘要：本文介紹了燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)組成、功能和應用，提出了燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)設計方法和實現(xiàn)途徑，重點提出了保障工藝數(shù)據(jù)在采集、傳輸、存儲和分析過程中可靠性及整個系統(tǒng)穩(wěn)定性解決方案。
關鍵詞：輸配調(diào)度、SCADA、GIS、GPS、應急搶修、負荷預測、管網(wǎng)仿真、冗余
Abstract:This paper introduces Gas Distribution And Dispatching System structure, function and application，proposed Gas Distribution And Dispatching System design and implementation of ways， Highlighted the security process data collection, transmission, storage and analysis of reliability and stability of the whole system solution.
Key words:Distributiong and Dispatching、SCADA、GIS、GPS、Forcaster、Pipe network simulation、Redundancy
一 前言
為了更好地發(fā)展低碳經(jīng)濟、保障民生，國家著力調(diào)整優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)，大力推廣和發(fā)展清潔能源經(jīng)濟，增加天然氣在一次能源消費的比例已經(jīng)成為我國能源戰(zhàn)略重要組成部分。
天然氣輸配網(wǎng)絡管理水平的提高則是提高燃氣企業(yè)運營管理水平、提高燃氣運行安全性、可靠性、提高企業(yè)經(jīng)濟效益的必然要求。隨著天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國城市燃氣輸配管網(wǎng)也發(fā)展為多氣源供氣、多壓力等級管網(wǎng)構(gòu)成縱橫交錯龐大復雜的網(wǎng)絡體系。燃氣輸配與調(diào)度信息化管理系統(tǒng)是各燃氣公司解決燃氣輸配安全與高效應用必然手段，國內(nèi)燃氣輸配管理信息化系統(tǒng)建設起步晚、起點低、總體水平還不高，但近幾年隨著國家大力發(fā)展天然氣產(chǎn)業(yè)，對燃氣企業(yè)燃氣輸配管理信息化要求越來越高。逐步建立起燃氣數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、地理信息管理系統(tǒng)（GIS）、安防系統(tǒng)、車輛調(diào)度管理系統(tǒng)（GPS）、輔助決策系統(tǒng)（包括管網(wǎng)仿真、負荷預測系統(tǒng)）等多個燃氣調(diào)度輸配管理信息化管理子系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的建立極大地提高了企業(yè)管理水平、經(jīng)濟效益和管網(wǎng)運行的安全性。但這些系統(tǒng)的建設都缺乏總體規(guī)劃，各個系統(tǒng)都相互獨立，形成了一個個信息孤島，用戶需要配備大量人員對這些系統(tǒng)進行管理和維護，增加項目建設和維護成本，各系統(tǒng)之間信息及數(shù)據(jù)資源無法共享，不能完全發(fā)揮信息化系統(tǒng)作用。本文主要針對該問題提出燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)建設的設計思路和方法。
二 系統(tǒng)組成及功能
燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)為燃氣企業(yè)對燃氣生產(chǎn)、產(chǎn)銷、管網(wǎng)運行狀態(tài)、設備資產(chǎn)管理、用氣安全管理等提供現(xiàn)代化的管理手段。它對提高燃氣管網(wǎng)運行的可靠性、安全性與經(jīng)濟效益，減輕調(diào)度員的負擔，實現(xiàn)燃氣輸配調(diào)度自動化與現(xiàn)代化，提高調(diào)度的效率和水平中方面有著不可替代的作用。
燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)由SCADA系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、輔助決策支持系統(tǒng)（管網(wǎng)仿真系統(tǒng)、負荷預測系統(tǒng)、泄露檢測定位）等子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)提高了燃氣企業(yè)生產(chǎn)管理、設備管理、安全管理、急搶修管理、輔助支持等五大部分管理手段和效率，其體系結(jié)構(gòu)見圖1。
輸配調(diào)度各子系統(tǒng)具有以下功能：
（1）SCADA系統(tǒng)
SCADA系統(tǒng)融合了先進的計算機技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、HMI技術(shù)、控制技術(shù)等，實現(xiàn)對燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)的進氣、計量、輸配、調(diào)壓全過程的監(jiān)控、管理和調(diào)度，能實現(xiàn)生產(chǎn)信息、管網(wǎng)狀況的自動化收集、分類、傳送、整理、分析和存儲，為其他信息化系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)。
SCADA系統(tǒng)主要實時監(jiān)測管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、動態(tài)顯示管網(wǎng)運行流程圖、顯示采集采集的歷史/實時趨勢、下達調(diào)度和操作命令、報警和事件管理、網(wǎng)絡監(jiān)視和管理、生成各種數(shù)據(jù)報表等功能模塊組成。功能模塊見圖2：

（2）GIS系統(tǒng)
GIS系統(tǒng)為用戶提供一套管理燃氣輸配管網(wǎng)空間及屬性信息、實現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合查詢、統(tǒng)計及輸出、可以有效進行緊急事故處理、并可與SCADA系統(tǒng)、客戶信息系統(tǒng)集成使用的管理系統(tǒng)。
GIS系統(tǒng)主要由圖形基本操作模塊、管網(wǎng)設施管理模塊（設備臺賬管理）、管網(wǎng)制圖系統(tǒng)、管網(wǎng)綜合查詢系統(tǒng)模塊、管網(wǎng)綜合統(tǒng)計模塊、搶修輔助決策系統(tǒng)模塊、系統(tǒng)維護管理模塊、WEB GIS子系統(tǒng)、移動GIS子系統(tǒng)（PDA）等組成。功能模塊見圖3：

（3）應急搶修系統(tǒng)
    應急搶修系統(tǒng)利用GIS系統(tǒng)、客戶服務系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)及GPS系統(tǒng)分析事故原因，針對不同管網(wǎng)事故模式自動生成相應的科學、合理的應急預案，為搶修部門提供決策支持。
應急搶修系統(tǒng)根據(jù)SCADA系統(tǒng)、客戶服務系統(tǒng)獲取事故報警信息，利用客戶服務系統(tǒng)提供的用戶信息，分析出影響到用戶數(shù)量及范圍，根據(jù)應急預案等級劃分標準，系統(tǒng)自動識別需要啟用哪級預案。通過GIS系統(tǒng)自動對搶修點進行定位、顯示相關閥門、調(diào)壓器、管線、用戶信息并提供最優(yōu)關閥方案。利用GPS系統(tǒng)自動調(diào)度離事故現(xiàn)場最近的搶修車輛和人員到現(xiàn)場搶修，將事故影響限制在最小范圍內(nèi)。
    應急搶修系統(tǒng)由應急預案等級劃分模塊、應急過程管理模塊、應急信息發(fā)布模塊、道路封鎖管理模塊、風險評估系統(tǒng)模塊、短信群發(fā)功能模塊、與GPS系統(tǒng)集成、與GIS系統(tǒng)集成、與CIS系統(tǒng)集成、與SCADA系統(tǒng)集成模塊等組成。功能模塊結(jié)構(gòu)見圖4

（4）GPS系統(tǒng)
GPS系統(tǒng)是綜合GPS、GIS、GPRS（或CDMA1X并容合GSM）無線通信技術(shù)，為燃氣用戶提供各種運輸車輛的調(diào)度管理的系統(tǒng)軟件。提供了對公司車輛進行高效和科學化的管理手段。
GPS系統(tǒng)主要功能有車輛實時定位、車輛監(jiān)視控制、車輛調(diào)度管理、車輛報警處置、短信語音通信等。功能結(jié)構(gòu)見圖5：

（5）輔助決策系統(tǒng)
輔助決策系統(tǒng)用于解決和優(yōu)化城市燃氣復雜管網(wǎng)、多氣源燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)，建立管網(wǎng)實時運行模型，分析SCADA系統(tǒng)采集的管網(wǎng)實時數(shù)據(jù)，對管網(wǎng)的異常運行工況進行分析，模擬分析計算用氣高峰期管線上的壓力分布，分析高峰期每日運行的管道系統(tǒng)的輸送和儲氣性能。分析歷史數(shù)據(jù)，利用管網(wǎng)仿真系統(tǒng)對管網(wǎng)未來用氣狀況和負荷進行預測，根據(jù)預測結(jié)果提前制定用氣計劃，保護用氣安全；對管線的泄漏情況進行分析以及時發(fā)現(xiàn)泄漏點，減少泄漏損失；對管網(wǎng)的安全運行進行風險評估以合理優(yōu)化設備維修更新計劃。
    輔助決策系統(tǒng)一辦包含管網(wǎng)仿真系統(tǒng)、負荷預測系統(tǒng)、泄露檢測定位系統(tǒng)、安全評估系統(tǒng)等系統(tǒng)組成，輔助決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖6：

三 系統(tǒng)設計原則
燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)需要調(diào)動企業(yè)各個部門的力量，將企業(yè)生產(chǎn)運營流程及管理模式運用現(xiàn)代網(wǎng)絡通信技術(shù)、計算機、軟件及控制技術(shù)等建設成現(xiàn)代化信息管理平臺。通過對企業(yè)生產(chǎn)運營及安全管理流程進行優(yōu)化和業(yè)務創(chuàng)新，建立現(xiàn)代企業(yè)管理制度，提高燃氣企業(yè)經(jīng)濟效益和社會滿意度。
燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)建設一般遵循總體規(guī)劃，分步分期建設，各項功能和規(guī)模伴隨著企業(yè)生產(chǎn)需求和企業(yè)發(fā)展而不斷完善和發(fā)展。系統(tǒng)設計原則如下：
（1）       總體規(guī)劃：輸配調(diào)度管理系統(tǒng)包含多個子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)即相互獨立又相互關聯(lián)，每個子系統(tǒng)建設時間和服務部門各不相同，因此系統(tǒng)在第一個子系統(tǒng)建設初期就要總體規(guī)劃，根據(jù)企業(yè)發(fā)展規(guī)劃，預留與其他子系統(tǒng)的接口。
（2）       制定標準：輸配調(diào)度管理系統(tǒng)建設周期長，而且系統(tǒng)規(guī)模隨著管網(wǎng)發(fā)展而不斷發(fā)展，因此系統(tǒng)建需要先行制定系統(tǒng)建設標準，對系統(tǒng)建設涉及到設備、平臺軟件、通信網(wǎng)路、系統(tǒng)功能、各子系統(tǒng)接口、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)庫、軟件編碼等制定一系列標準。制定了完善系統(tǒng)建設標準，節(jié)約項目建設成本、提供系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性、方便系統(tǒng)的維護和管理。
（3）       系統(tǒng)安全性：系統(tǒng)安全性包括系統(tǒng)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)完整性和可靠性、系統(tǒng)具備防病毒及黑客攻擊、設備可靠運行
（4）       系統(tǒng)先進性：系統(tǒng)應用的軟硬件要符合技術(shù)發(fā)展潮流，系統(tǒng)功能要完備，滿足企業(yè)生產(chǎn)運營的需要。
（5）       系統(tǒng)可擴展性和開放性：系統(tǒng)選用國際主流并在相關行業(yè)的到廣泛應用的硬件設備和軟件平臺軟件。軟件平臺要高度開放，支持國際標準協(xié)議和其他系統(tǒng)軟件接口，保證數(shù)據(jù)資源和其他子系統(tǒng)共享。方便系統(tǒng)擴展，便于開發(fā)、維護、管理和系統(tǒng)升級。
（6）       系統(tǒng)可靠作性和易用性：在軟件設計中充分考慮面向最終用戶，使系統(tǒng)在安裝設置、使用操作、維護管理等方面簡單易用，符合各類使用者和維護人員的操作習慣，減輕其日常工作量，提供友好的用戶界面及在線幫助。 
（7）       建立公用數(shù)據(jù)庫平臺：燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)需要建立一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺，用于各子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享及交換的平臺，其中SCADA系統(tǒng)提供現(xiàn)場生產(chǎn)的實時和歷史數(shù)據(jù)供GIS系統(tǒng)、應急搶修系統(tǒng)和輔助決策系統(tǒng)應用，GIS系統(tǒng)可以為GPS系統(tǒng)提供地圖信息，應急搶修系統(tǒng)需要GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)。只有建立了一個公用的數(shù)據(jù)庫平臺，才可以實現(xiàn)整個輸配調(diào)度系統(tǒng)高效流暢的運行，提高工作效率。
（8）       應采用性價比高的系統(tǒng)，由于各企業(yè)規(guī)模不一樣，對系統(tǒng)要求及投入也不同，因此在規(guī)劃系統(tǒng)時，一定系統(tǒng)建設規(guī)模和設備，在滿足企業(yè)生產(chǎn)需要的前提下選用性價比高的系統(tǒng)。
（9）       建立統(tǒng)一管理平臺：SCADA系統(tǒng)采集的管網(wǎng)數(shù)據(jù)信息，建立燃氣管網(wǎng)運行模型，形成統(tǒng)一的管理平臺和人機界面，監(jiān)測管網(wǎng)的實時運行狀態(tài)，對管網(wǎng)運行工況進行仿真和評估，生成調(diào)度策略和緊急搶修策略，保障燃氣管網(wǎng)安全、連續(xù)、穩(wěn)定運行，提高燃氣企業(yè)管理水平和運營經(jīng)濟效益。
四 系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性解決方法
    燃氣輸配調(diào)度系統(tǒng)設計的核心就是保證數(shù)據(jù)完整性和可靠性以及各個子系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。SCADA系統(tǒng)為整個輸配調(diào)度管理系統(tǒng)提供管網(wǎng)運行實時工藝數(shù)據(jù)，只有SCADA提供完整、準確和穩(wěn)定的實時工藝數(shù)據(jù)，才能掌握輸配管網(wǎng)實際運行情況，確保管網(wǎng)運行安全。提高管網(wǎng)仿真和負荷預測結(jié)果精度，生成正確的輸配調(diào)度策略和緊急搶修預案。
4.1SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計
典型SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計見圖7：
SCADA系統(tǒng)主要由調(diào)度監(jiān)控中心、網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)、本地監(jiān)控站及現(xiàn)場檢測儀表、傳感器、變送器、執(zhí)行機構(gòu)等部分組成。邏輯上可以將三SCADA系統(tǒng)劃分為中心調(diào)度層、網(wǎng)絡通信層和本地監(jiān)控層：
第一層：中心調(diào)度層
主要SCADA服務系統(tǒng)、通信服務系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等構(gòu)成。
SCADA系統(tǒng)服務：通過廣域網(wǎng)與各本地監(jiān)控站點建立通信，獲取燃氣管網(wǎng)運行的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)整個管網(wǎng)系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)功能，完成對全管網(wǎng)數(shù)據(jù)集中采集和監(jiān)控，并對采集數(shù)據(jù)進行分析和處理，建立報表系統(tǒng)，為其它管理系統(tǒng)提供基礎數(shù)據(jù)。
通信服務系統(tǒng)：主要運行通信軟件，對本地監(jiān)控層控制器采集數(shù)據(jù)禎進行解包并將數(shù)據(jù)打包成標準通信格式送到SCADA系統(tǒng)和共用歷史數(shù)據(jù)庫中，同時對SCADA系統(tǒng)發(fā)送控制指令禎進行解包，發(fā)送到本地監(jiān)控層控制器中，由控制器執(zhí)行調(diào)度中心下達的控制指令。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：將SCADA系統(tǒng)提供的管網(wǎng)運行狀況實時監(jiān)測數(shù)據(jù)非實時數(shù)據(jù)有機地統(tǒng)一起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)及信息的無縫連接和交換，以及系統(tǒng)的跨平臺、跨系統(tǒng)、跨網(wǎng)絡、跨應用的集成。SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)由實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫組成。
第二層：網(wǎng)絡通信層
系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信包括局域網(wǎng)通信、廣域網(wǎng)通信兩部分。
局域網(wǎng)通信：在中心調(diào)度層的各系統(tǒng)，采用1000Mbit/s全交換式以太網(wǎng)作為骨干網(wǎng)絡，通過高檔次1000Mbit/s交換機，實現(xiàn)網(wǎng)絡連接，子系統(tǒng)交換機實現(xiàn)1000Mbit/s以太網(wǎng)和100Mbit/s以太網(wǎng)的平滑過渡，采用100Mbit/s全交換式以太網(wǎng)作為各子系統(tǒng)的骨干網(wǎng)絡，并實現(xiàn)100Mbit/s到桌面。在SCADA系統(tǒng)與廣域網(wǎng)路由器之間，采用100Mbit/s全交換式交換機，建立單獨的快速以太網(wǎng)連接通路，對實時通信網(wǎng)絡與非實時通信網(wǎng)采用隔離措施。通信協(xié)議采用TCP/IP。
廣域網(wǎng)通信：對于SCADA系統(tǒng)的廣域網(wǎng)通信，從中心調(diào)度層到各站控系統(tǒng)的廣域網(wǎng)連接，通過廣域網(wǎng)路由器和租用專業(yè)通信公司的信道，以光纖或無線GPRS/CDMA方式，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的傳遞和交換。通信協(xié)議采用MODBUS、DNP3等通信協(xié)議
第三層：本地監(jiān)控層
本地監(jiān)控層由RTU/PLC、智能儀表、傳感器、變送器、執(zhí)行機構(gòu)等組成，獨立完成各本地監(jiān)控點的數(shù)據(jù)采集和閉環(huán)控制功能。通過網(wǎng)絡通信，為調(diào)度中心提供可靠的現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，同時也能接受調(diào)度中心發(fā)來的控制和參數(shù)設定指令。
4.2 數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性解決方案
    根據(jù)SCADA系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計，為了解決SCADA系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性，需要分別從三個組成部分分別考慮予以設計。
（1）選擇可靠的性價比高硬件設備，包括現(xiàn)場檢測儀表、執(zhí)行機構(gòu)、控制系統(tǒng)設備和中心服務器、網(wǎng)絡設備和工作站等硬件設備；只有選用可靠的硬件設備是保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定的基礎。
（2）施工要規(guī)范：燃氣是易燃易爆物品，因此在施工過程中一定要嚴格按照國家相關防爆危險區(qū)域施工標準進行施工，燃氣SCADA系統(tǒng)施工一定要有專業(yè)的有施工資質(zhì)廠家進行施工，布線接線及設備安裝要規(guī)范可靠。
（3）防雷設計：燃氣場站及管網(wǎng)都在室外，因此在設計燃氣SCADA系統(tǒng)時，要進行防雷設計，雷電尤其是感應雷會對儀控設備造成損壞，影響到系統(tǒng)的運行安全和穩(wěn)定。防雷設計是燃氣SCADA系統(tǒng)重要組成部分，防雷設計要求如下：
●接地系統(tǒng)要符合國家相關標準，調(diào)度中心和站控室內(nèi)接地電阻要小于1歐姆；
●所有進入控制柜內(nèi)的信號線（包括開關量數(shù)入、開關量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出等）、電源線、通信線都要接防浪涌保護器；
●現(xiàn)場重要儀表，如流量計、氣體分析儀、壓力/溫度變送器等在儀表端也要考慮防浪涌保護。
（4）冗余設計：冗余設計是解決系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性重要手段，冗余系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，SCADA冗余系統(tǒng)可以從以下幾個方面進行設計：
●站控系統(tǒng)冗余：對重要的場站，比如門站、儲配站、電廠調(diào)壓站對控制系統(tǒng)要求高的場合需要采用冗余的PLC控制系統(tǒng)。
● 通信網(wǎng)絡冗余：為提高通信穩(wěn)定性，SCADA系統(tǒng)通信系統(tǒng)可以采用冗余設計，當主通信通道發(fā)生故障時系統(tǒng)能自動切換到備用通信通道，由備用通道來傳送數(shù)據(jù)。
●SCADA服務器冗余：對于城市燃氣SCADA系統(tǒng)，調(diào)度中心SCADA服務器和通信服務器一般都采用冗余設計，一旦主服務器出現(xiàn)故障，系統(tǒng)能自動切換到備有服務器，由備用服務器承擔起數(shù)據(jù)通信和采集任務。
●冗災中心設計：對于大的城市燃氣SCADA系統(tǒng)，一般可以考慮采用雙中心設計（既冗災方式），當主調(diào)度中心出現(xiàn)災難性事故造成調(diào)度中心軟硬件無法正常運行失去調(diào)度功能后，能自動切換到異地設置的備用冗災中心去，由備用冗災中心承擔起輸配調(diào)度任務。
    冗余系統(tǒng)設計要求根據(jù)用戶實際需要進行有選擇的應用，冗余系統(tǒng)使用會增加用戶的投資。
（5）通信系統(tǒng)設計：通信系統(tǒng)是站控系統(tǒng)和調(diào)度中心數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ篮瓦B接的紐帶，通信系統(tǒng)穩(wěn)定是保證采集數(shù)據(jù)可靠性和完整性重要保障。
● 通信系統(tǒng)選型原則：對重要站點如門站、儲配站、分輸站等重要場站或需要進行遠程控制或視頻傳輸站點一般采用有線通信通信方式，有線通信包括自鋪光纖、租用電信運營商提供的專用光纖網(wǎng)絡（VPN、APN、VPDN、SDH）等。有線通信具有實時性好，通信速率快、通信穩(wěn)定等優(yōu)點，可以實現(xiàn)實時通信和視頻傳輸功能，但運行費用或建設費用比較高。
    對城市燃氣大用戶、管網(wǎng)不利點、區(qū)域計量站等實時性要求不高的站點一般采用CDMA X1/GPRS 無線通信方式，無線通信優(yōu)點是運行費用低，但通信實時性、通信網(wǎng)絡穩(wěn)定性和可靠性都不高。為了解決無線通信軟件缺陷，可以通過開發(fā)多功能通信軟件來彌補無線通信實時性和穩(wěn)定性不高的缺陷。
●無線通信軟件設計：
通信軟件主要功能是對系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)幀進行分析、解包、封裝，是SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募~帶。無線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖8
為了解決無線通信實時性和不穩(wěn)定性，通過通信軟件應用層開發(fā)以下功能來解決：

●數(shù)據(jù)就地存儲和補全功能：當通信中斷時，采集的實時數(shù)據(jù)保存在站控系統(tǒng)控制器內(nèi)，每個數(shù)據(jù)都帶時間標簽，當通信恢復正常后，控制器將存儲的數(shù)據(jù)自動補傳到調(diào)度中心通信服務器上，保證數(shù)據(jù)的完整性。
●采集時間間隔可在調(diào)度中心設定：無線通信是根據(jù)通信流量來收費，一般數(shù)據(jù)采集時間都在3~5分鐘，為了滿足站點在檢修或緊急情況下加快數(shù)據(jù)采集頻率，每個站時間間隔設計成可調(diào)。
●報警自動上傳功能：無線通信站點采集時間間隔較長，無法滿足對現(xiàn)場運行安全的監(jiān)控，通信軟件設計自動報警上傳功能，當現(xiàn)場發(fā)生泄露、緊急切斷等報警信息時，現(xiàn)場控制器能自動將報警信息及時上傳到調(diào)度中心通信服務器，調(diào)度中心能及時采集到現(xiàn)場發(fā)送來的報警信息。并且自動縮短數(shù)據(jù)采集是時間間隔，用戶能實時監(jiān)控故障點運行情況，啟動應急搶修機制。
●系統(tǒng)自動校時：為了保證計量數(shù)據(jù)準確性和可靠性，現(xiàn)場所有站點控制器和中心服務器要統(tǒng)一校時，所有節(jié)點時間都要統(tǒng)一。
● 主備信道自動切換功能：采用主備通信站點，通信軟件主備信道能實現(xiàn)自動切換功能，當主信道出現(xiàn)故障時，通信軟件能自動切換到備用信道，有備用信道進行數(shù)據(jù)采集；當主信道故障恢復時，又能自動切換到主通信信道。
●通過通信軟件同時將采集數(shù)據(jù)送到SCADA系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫和共用歷史數(shù)據(jù)庫，保證采集數(shù)據(jù)安全性。
    通過通信軟件功能開發(fā)，可以解決無線通信對安全監(jiān)控、保證數(shù)據(jù)完整性和可靠性的要求。
4.3各子系統(tǒng)安全設計
（1）防病毒系統(tǒng)和網(wǎng)絡隔離系統(tǒng)
系統(tǒng)要建立安全策略和運行管理機制、安全規(guī)章制度建設的意見，以身份鑒別、訪問控制、網(wǎng)絡隔離、數(shù)據(jù)加密等安全技術(shù)為基礎的實用、高效、高度可靠的信息化整體安全體系結(jié)構(gòu)實施方案，建立完整防病毒管理體系。
（2）數(shù)據(jù)備份/恢復
當由于服務器硬件故障/其他相關軟件故障和誤操作影響系統(tǒng)軟件或應用軟件系統(tǒng)時，使用磁盤陣列或光盤備份軟件或備份策略將系統(tǒng)進行恢復，保證系統(tǒng)恢復正常運行。
（3）對重要服務器和軟件采用冗余配置
    對于重要服務器系統(tǒng)和軟件采用冗余配置，當主服務器發(fā)生故障時，備用服務器能即時啟用保證系統(tǒng)正常運行，提高系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性。
（4）建立容災中心
    對于大的燃氣輸配調(diào)度系統(tǒng)，為了提高整個系統(tǒng)安全性，可以考慮建立容災中心，當主調(diào)度中心發(fā)生重大災難性破壞時系統(tǒng)將實時自動切換至備用調(diào)度中心；由設在備用調(diào)度中心系統(tǒng)承擔起燃氣輸配調(diào)度管理任務。在主控中心恢復后，在網(wǎng)絡層上自動從備用控制中心切換至主控制中心。
五 結(jié)束語
燃氣輸配調(diào)度管理系統(tǒng)建設是一個長期的，不斷充實和完善的系統(tǒng)工程。只有將各個子系統(tǒng)相互關聯(lián)、數(shù)據(jù)共享才能更好為企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度服務，保證燃氣管網(wǎng)安全高效穩(wěn)定的運行，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效應。
參考文獻：
[1] 郭遠剛，劉曉 《城市燃氣綜合管理信息系統(tǒng)建設探索》來源于網(wǎng)絡

 
(本文作者：葉慶紅 上海航天能源股份有限公司)