摘 要：我國(guó)城市燃?xì)馄髽I(yè)在SCADA系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)以及完整性管理等方面正在取得不斷進(jìn)步。隨著企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和對(duì)業(yè)務(wù)過(guò)程控制要求的逐步提高，統(tǒng)籌建設(shè)智能控制的城市燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)正成為新的課題。本文提出了城市智能燃?xì)饩W(wǎng)的相關(guān)概念、技術(shù)特點(diǎn)、建設(shè)目標(biāo)以及技術(shù)構(gòu)架。
關(guān) 鍵 詞：城市智能燃?xì)饩W(wǎng) 監(jiān)控系統(tǒng) 生產(chǎn)運(yùn)營(yíng) 安全管理
1 引言
近年來(lái)，隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城鎮(zhèn)燃?xì)鈽I(yè)務(wù)飛速發(fā)展，燃?xì)夤芫W(wǎng)已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要公用基礎(chǔ)設(shè)施之一，關(guān)系到廣大人民群眾的日常生活。各個(gè)燃?xì)馄髽I(yè)特別是大中型燃?xì)夤緸榱颂岣咂髽I(yè)管理水平，都逐步建立了數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))、地理信息系統(tǒng)(GIs系統(tǒng))、客戶關(guān)系系統(tǒng)(CRM)等各類信息化系統(tǒng)，并取得了一定的效果。
目前，我國(guó)各個(gè)燃?xì)馄髽I(yè)的信息化建設(shè)都是通過(guò)自我摸索，由業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)發(fā)展，各個(gè)系統(tǒng)往往在不同時(shí)間分別構(gòu)建，系統(tǒng)之間相對(duì)獨(dú)立，有的形成數(shù)據(jù)孤島，隨著企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及對(duì)業(yè)務(wù)過(guò)程控制要求的逐步提高，企業(yè)信息化系統(tǒng)建設(shè)和管理往往面臨一些新問(wèn)題，例如：各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)等都存在各自獨(dú)立的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)缺乏共享，流程彼此分割，不利于對(duì)異常、事故、作業(yè)等管理過(guò)程進(jìn)行閉環(huán)的跟蹤和管理；企業(yè)和用戶之間的聯(lián)系比較單一，缺乏互動(dòng)，企業(yè)的調(diào)度和調(diào)節(jié)決定了用戶的使用，用戶有利于能效提高和調(diào)峰的用氣行為不能得到及時(shí)響應(yīng)；缺乏智能決策支持，不能有效利用積累的業(yè)務(wù)知識(shí)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，挖掘其中蘊(yùn)含的規(guī)律和模式，為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)提供輔助決策支持。
為了進(jìn)一步提高燃?xì)馄髽I(yè)綜合運(yùn)營(yíng)水平、強(qiáng)化企業(yè)運(yùn)營(yíng)安全、提升客戶滿意度、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，為燃?xì)馄髽I(yè)的下一步信息化建設(shè)提供前瞻性的建議，本文將重點(diǎn)闡述基于新一代軟硬件技術(shù)的智能燃?xì)饩W(wǎng)建設(shè)技術(shù)構(gòu)架。
2 智能燃?xì)饩W(wǎng)概述
2．1智能燃?xì)饩W(wǎng)概念
城市智能燃?xì)饩W(wǎng)，是在燃?xì)饩W(wǎng)建設(shè)階段以數(shù)字管道為基礎(chǔ)的燃?xì)饩W(wǎng)規(guī)劃建設(shè)；在運(yùn)行維護(hù)階段以風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)價(jià)體系為基礎(chǔ)的無(wú)事故預(yù)防型管理；在用戶服務(wù)方面以高級(jí)計(jì)量體系為基礎(chǔ)的需求側(cè)管理的現(xiàn)代化燃?xì)夤?yīng)體系。 “可靠”與“智能”是城市智能燃?xì)饩W(wǎng)發(fā)展的基本要求。
2．2智能燃?xì)饩W(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)
智能燃?xì)饩W(wǎng)建設(shè)是燃?xì)馄髽I(yè)信息化發(fā)展的新的階段，它并非一個(gè)從頭建設(shè)的新的體系，而是在原有燃?xì)饩W(wǎng)和信息化體系上的提升，它主要有以下特點(diǎn)：
(1)業(yè)務(wù)的廣泛性
從業(yè)務(wù)范疇上，智能燃?xì)饩W(wǎng)涵蓋燃?xì)馄髽I(yè)運(yùn)營(yíng)管理的方方面面，從智能供氣到智能調(diào)峰，從智能監(jiān)控到智能巡檢，從智能調(diào)度到智慧決策，從用戶發(fā)展到客戶服務(wù)等。
(2)數(shù)據(jù)的集成性
智能燃?xì)饩W(wǎng)通過(guò)管網(wǎng)編碼和客戶編碼，全面集成管網(wǎng)設(shè)備的基礎(chǔ)檔案信息、地理位置信息、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，數(shù)據(jù)有效的集成并可以方便的訪問(wèn)。
(3)技術(shù)的先進(jìn)性
在技術(shù)范疇上，它集成整合了當(dāng)前最新的硬件控制技術(shù)和IT軟件技術(shù)，底層基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，上層提供云計(jì)算服務(wù)，訪問(wèn)終端多樣化——從普通電腦到PDA、智能手機(jī)和平板電腦等，通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘分析實(shí)現(xiàn)高級(jí)商業(yè)智能等。
(4)管理的創(chuàng)新性
智能燃?xì)饩W(wǎng)建設(shè)不但是技術(shù)的革新，同樣還是管理的創(chuàng)新。如改變?cè)幸员粍?dòng)搶修為主的管理模式為基于風(fēng)險(xiǎn)預(yù)評(píng)價(jià)的主動(dòng)維護(hù)無(wú)事故預(yù)防管理模式；變被動(dòng)呼叫為主動(dòng)通知的客戶關(guān)懷服務(wù)模式。
(5)系統(tǒng)的互動(dòng)性
伴隨信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，提升管網(wǎng)計(jì)量和自動(dòng)控制水平，例如，利用分時(shí)計(jì)價(jià)等手段增加企業(yè)與用戶之間的聯(lián)系方式，變被動(dòng)聯(lián)系、單向聯(lián)系為互動(dòng)聯(lián)系，及時(shí)響應(yīng)、回饋用戶有利于能效提高和調(diào)峰的用能方式?？傊?，智能燃?xì)饩W(wǎng)意味著更廣泛的數(shù)據(jù)監(jiān)控、更緊密的數(shù)據(jù)集成、更智能的調(diào)度和作業(yè)、更智慧的分析和決策。如圖l智能燃?xì)饩W(wǎng)特點(diǎn)。
2．3智能燃?xì)饩W(wǎng)技術(shù)架構(gòu)建設(shè)目標(biāo)
智能燃?xì)饩W(wǎng)建設(shè)是對(duì)原有燃?xì)饩W(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和信息化系統(tǒng)的擴(kuò)展和改造，目的是促進(jìn)燃?xì)馄髽I(yè)的管理流程標(biāo)準(zhǔn)化、管理過(guò)程精細(xì)化、決策過(guò)程智慧化。具體建沒(méi)目標(biāo)如下：
依托更先進(jìn)的智能感知、網(wǎng)絡(luò)通訊和電源供應(yīng)等技術(shù)，拓展企業(yè)現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)的監(jiān)控范罔，建立完善的物聯(lián)監(jiān)控體系，對(duì)原來(lái)尚未監(jiān)控的調(diào)壓箱、閘井、陰極樁等重要設(shè)備設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能報(bào)警，預(yù)防事故事件的發(fā)生；實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)數(shù)據(jù)(地理數(shù)據(jù)、檔案數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù))的統(tǒng)一集成，建設(shè)方便數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)的共享數(shù)據(jù)中心，為企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐；規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)丁程項(xiàng)目、客戶服務(wù)、生產(chǎn)調(diào)度、管網(wǎng)運(yùn)行、應(yīng)急作業(yè)等業(yè)務(wù)流程，加強(qiáng)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程控制，優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度流程，提高企業(yè)應(yīng)急處理能力，提升客戶滿意度；通過(guò)把安全評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)管理等專業(yè)技術(shù)與管網(wǎng)設(shè)備全生命周期管理相融合，實(shí)現(xiàn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的設(shè)備完整性管理，提高管網(wǎng)運(yùn)行可靠性；通過(guò)智能燃?xì)饩W(wǎng)物理感知層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、共享數(shù)據(jù)層、運(yùn)營(yíng)執(zhí)行層、決策分析層等多層平臺(tái)的建設(shè)，建設(shè)燃?xì)馄髽I(yè)全數(shù)字化虛擬T廠；通過(guò)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘和分析、搜索引擎等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的有效利用，為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)提供全面的輔助決策支持，真正實(shí)現(xiàn)“智慧”的管網(wǎng)。
3 智能燃?xì)饩W(wǎng)技術(shù)構(gòu)架
智能燃?xì)饩W(wǎng)是一個(gè)綜合的系統(tǒng)建設(shè)T程，它主要包括5個(gè)層次：物理感知層、網(wǎng)絡(luò)通訊層、共享數(shù)據(jù)層、運(yùn)營(yíng)執(zhí)行層、決策分析層。如圖2所示。
3．1物理感知層
物理感知層主要是指燃?xì)夤芫W(wǎng)內(nèi)集成了控制、測(cè)量、傳感、通訊等功能的各種終端設(shè)備，如各種門站監(jiān)測(cè)儀表、儲(chǔ)罐區(qū)監(jiān)測(cè)儀表、調(diào)壓站/箱監(jiān)測(cè)儀表、閘井監(jiān)測(cè)器、視頻監(jiān)控器等。
沒(méi)有廣泛的數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，管理層和決策層就無(wú)法及時(shí)得到有效的數(shù)據(jù)，管理創(chuàng)新和決策智慧就是空中樓閣，不可能很好的實(shí)現(xiàn)。因此，物理感知層是所有智能燃?xì)饩W(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)。
3．2網(wǎng)絡(luò)通訊層
網(wǎng)絡(luò)通訊層主要負(fù)責(zé)燃?xì)夤芫W(wǎng)不同節(jié)點(diǎn)之間各類數(shù)據(jù)的傳輸與交換，包括各類數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，如有線專網(wǎng)、無(wú)線APN、城域網(wǎng)、廣域互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線自組網(wǎng)等。
傳統(tǒng)的管網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)主要通過(guò)有線傳輸來(lái)完成，而新的智能燃?xì)饩W(wǎng)將在原有的通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)施基礎(chǔ)上，拓展多種無(wú)線通訊方式，構(gòu)建由通信網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)組成的物聯(lián)智能網(wǎng)絡(luò)通訊體系，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)能夠以多種方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)巾心，用戶可以通過(guò)各種終端(電腦、筆記本、工業(yè)PDA、智能手機(jī)、平板電腦等)隨時(shí)隨地的訪問(wèn)授權(quán)許可的數(shù)據(jù)。
3．3共享數(shù)據(jù)層
共享數(shù)據(jù)層主要負(fù)責(zé)智能燃?xì)饩W(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)與訪問(wèn)。
目前，大部分燃?xì)馄髽I(yè)管網(wǎng)設(shè)備設(shè)施相關(guān)的基礎(chǔ)信息、地理信息、實(shí)時(shí)信息等核心數(shù)據(jù)都分散在GIS地理信息、SCADA、設(shè)備管理等諸多信息系統(tǒng)中，并沒(méi)有有效集成，各自孤立的數(shù)據(jù)體系無(wú)法滿足企業(yè)高效可靠的企業(yè)運(yùn)營(yíng)要求。集成管網(wǎng)設(shè)備的基礎(chǔ)檔案信息、地理位置信息、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，最終打造基于云計(jì)算技術(shù)的燃?xì)馄髽I(yè)共享數(shù)據(jù)中心，將為企業(yè)的規(guī)劃發(fā)展、客戶服務(wù)、生產(chǎn)調(diào)度、應(yīng)急作業(yè)、管網(wǎng)運(yùn)行、設(shè)備維檢修等管理運(yùn)營(yíng)工作提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐。如圖3所示。
從孤立的數(shù)據(jù)到可以串聯(lián)的數(shù)據(jù)最終達(dá)到共享數(shù)據(jù)中心智能數(shù)據(jù)的目標(biāo)，真正實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)數(shù)據(jù)的完整性、可靠性、關(guān)聯(lián)性、有效性、實(shí)時(shí)性。從數(shù)據(jù)的集成到?jīng)Q策的智慧，是各個(gè)行業(yè)企業(yè)管理信息化發(fā)展的必然途徑和最終目標(biāo)。
3．4運(yùn)營(yíng)執(zhí)行層
運(yùn)營(yíng)執(zhí)行層主要完成燃?xì)馄髽I(yè)各類管理業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)登記、過(guò)程跟蹤和流程協(xié)作，涵蓋企業(yè)的規(guī)劃發(fā)展、客戶服務(wù)、生產(chǎn)調(diào)度、應(yīng)急作業(yè)、設(shè)備維檢修、安全管理等各個(gè)方面。
運(yùn)營(yíng)執(zhí)行層各個(gè)子系統(tǒng)是燃?xì)馄髽I(yè)實(shí)現(xiàn)其戰(zhàn)略目標(biāo)所采用的方法途徑，它是燃?xì)庑袠I(yè)管理知識(shí)和信息化軟件技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。智能燃?xì)饩W(wǎng)運(yùn)營(yíng)執(zhí)行層建設(shè)的完善和應(yīng)用水平高低決定了企業(yè)綜合管理水平的高低。
運(yùn)營(yíng)執(zhí)行層應(yīng)該基于統(tǒng)一的管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)(至少是關(guān)鍵字典統(tǒng)一編碼)，各個(gè)子系統(tǒng)可以采用SOA架構(gòu)耦合集成。
3．5決策分析層
決策分析層主要為燃?xì)馄髽I(yè)領(lǐng)導(dǎo)層提供重要的經(jīng)營(yíng)指標(biāo)監(jiān)控和決策分析支持。從內(nèi)容上，該層主要包含一個(gè)面向主題的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，決策分析相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘算法，以及對(duì)分析結(jié)果的多維報(bào)表展示、運(yùn)營(yíng)指標(biāo)展示、分析圖形展示等等內(nèi)容。
它類似于人類智慧大腦的決策過(guò)程—由目標(biāo)驅(qū)動(dòng)，以經(jīng)驗(yàn)(知識(shí)庫(kù))為判斷基礎(chǔ)，以邏輯推理(關(guān)聯(lián)計(jì)算多維分析)為基本片法．對(duì)客觀世界收集的信息(業(yè)務(wù)數(shù)據(jù))進(jìn)行加工、改造、計(jì)算、分析，最終，大腦制訂出了為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)而采取的行動(dòng)計(jì)劃。
4結(jié)語(yǔ)
城市智能燃?xì)饩W(wǎng)建設(shè)，既是一個(gè)基礎(chǔ)的硬件設(shè)施提升過(guò)程，又是一個(gè)綜合的信息化軟件體系提升過(guò)程；城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的復(fù)雜程度很高，北京燃?xì)饧瘓F(tuán)總結(jié)城市燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)，正在積極開(kāi)展城市智能燃?xì)饩W(wǎng)建設(shè)的探索和實(shí)踐，城市智能燃?xì)饩W(wǎng)相關(guān)概念的提出和規(guī)劃建設(shè)仍處于探索階段，需要各個(gè)燃?xì)馄髽I(yè)及領(lǐng)域?qū)＜夜餐芯亢吞接憽?/span>
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本文作者：支曉曄 高順利 劉燕 杜學(xué)平
作者單位：北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司
本文作者：劉蓉
作者單位：北京建筑工程學(xué)院
本文作者：羅青云
作者單位：訊騰數(shù)碼科技(北京)有限公司
