燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)在鞍山市的應用

摘 要

分析了燃氣管網(wǎng)常規(guī)的巡檢方法存在的問題，結合鞍山市實際情況，論述了燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)的構成、功能、特點、運行效果、存在的問題。
摘要：分析了燃氣管網(wǎng)常規(guī)的巡檢方法存在的問題，結合鞍山市實際情況，論述了燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)的構成、功能、特點、運行效果、存在的問題。
關鍵詞：燃氣管網(wǎng)；運行管理；智能巡檢；巡檢系統(tǒng)服務器；手機巡檢終端
Application of Intelligent Patrol Inspection System for Gas Network
TAN Hong-yan，ZHA0 Yu-fei，LV Hong-jie，MA Chuan-feng，ZHOU Wei-hong，LV Zi-qiang
Abstract：The problems existing in conventional patrol inspection method of gas network are analyzed. The composition，functions，characteristics，operation effect and existing problems of intelligent patrol inspection system for gas network are discussed with the actual situation in Anshan City.
Key words：gas network；operation management；intelligent patrol inspection；server for patrol inspection system；mobile telephone patrol inspection terminal
1 概述
    安全是企業(yè)發(fā)展永恒的話題[1～3]。如何有效地利用巡檢數(shù)據(jù)信息，消除巡檢工作過程中的安全隱患，有效提高巡檢工作質量，是困擾燃氣行業(yè)巡檢部門多年的問題。燃氣行業(yè)在這個問題上進行了多方面的嘗試，例如采用條碼、IC卡、信息鈕巡更等手段，但是實際效果并不理想。主要原因是這些方法需要在現(xiàn)有的管道和設備上安裝新的巡檢設備，不僅安裝工作量巨大、成本高昂，而且由于巡檢設備多安裝在室外，受風吹雨淋、強電磁場干擾、人為損毀等因素的影響，設備上安裝的條碼、IC卡和信息鈕等信息設備損壞嚴重，增大了巡檢工作的工作量，增加了管理成本，巡檢設備信息的不完整嚴重影響了巡檢效果。智能巡檢系統(tǒng)的出現(xiàn)，徹底解決了巡檢工作中出現(xiàn)的上述問題。智能巡檢系統(tǒng)采用無線網(wǎng)絡和GIS技術，不需要在巡檢設備和管道上安裝任何設備，大大降低了系統(tǒng)的采購和維護成本，有效地保證了巡檢人員巡檢質量，可及時消除安全隱患，實現(xiàn)管網(wǎng)巡檢工作的信息化管理。北京市燃氣集團有限公司在這方面已作了不少嘗試[4、5]，鞍山市燃氣總公司也在這方面進行了初步探索。
    鞍山市燃氣總公司成立于1953年，現(xiàn)擁有燃氣管網(wǎng)1487.5km，居民用戶44×104戶，工商用戶約1000戶。為了提高巡檢的工作效率，確保安全可靠地供氣，建立了城市燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)。
2 燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)的構成與功能
2.1 燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)的構成
燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)運行網(wǎng)絡分為兩部分：公司內部網(wǎng)絡和全球移動通信網(wǎng)絡(Global System for Mobile，GSM)。手機巡檢終端(Personal Digital Assistant，PDA)通過GSM網(wǎng)絡(包括基站和移動信息服務器)連接到互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)與巡檢系統(tǒng)服務器連接并交換數(shù)據(jù)。燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)網(wǎng)絡結構見圖1。
 
    巡檢員用手機巡檢終端通過記錄航點和航跡的方式來保存巡檢員的巡邏軌跡。手機巡檢終端自動記錄巡檢任務的時間和空間位置，以此作為檢驗巡檢、維修工作有效性的依據(jù)。手機巡檢終端應滿足以下要求：CPU：200MHz以上；內存：128Mb以上；Rom：256Mb以上；網(wǎng)絡：GSM，手機巡檢終端支持通用無線分組業(yè)務(General Packet Radio Service，GPRS)；支持Windows Mobile 6.0以上的操作系統(tǒng)，并安裝手機巡檢終端軟件，可實現(xiàn)GPS定位，通過GPRS與巡檢系統(tǒng)服務器進行通信。巡檢或維修過程中，巡檢員或維修員通過手機巡檢終端實時將隱患現(xiàn)場的情況回傳至巡檢系統(tǒng)服務器。
    巡檢系統(tǒng)服務器的訪問根據(jù)不同的訪問權限可分為內部訪問終端、用戶管理機、領導決策終端、外部訪問用戶。各用戶可以查詢巡檢人員的工作時間、巡檢軌跡、最新隱患、人員定位和設備運行數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計報表模塊可以查看巡檢人員的巡檢到位率、設備的故障率、設備運行的變化趨勢、隱患情況的發(fā)生時間和處理結果等，統(tǒng)計結果可以通過各種業(yè)務報表的方式打印出來。
    該巡檢系統(tǒng)的核心是巡檢系統(tǒng)服務器，它可以滿足巡檢系統(tǒng)軟件的運行、用戶的訪問和數(shù)據(jù)的儲存、分析等功能。服務器要求安裝巡檢服務軟件、SQL2005數(shù)據(jù)庫服務軟件。系統(tǒng)運行在Windows平臺下，標準的Win32s應用軟件可以在滿足業(yè)務功能需求的前提下，保證系統(tǒng)高效運行，并在最大程度上實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。該系統(tǒng)的內部訪問終端、外部訪問用戶的電腦、用戶管理機和領導決策終端只要滿足基本的配置，使用IE6.0以上版本的瀏覽器即可滿足要求。該系統(tǒng)需要最少2Mb/s的帶寬ADSL或光纖保障通信通暢。
    不論是內部或外部的用戶訪問巡檢服務器，還是遠程數(shù)據(jù)更新，都必須以TCP/IP的網(wǎng)絡架構為前提，因此燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)在網(wǎng)絡安全的機制上必須有詳細的規(guī)劃。
2.2 燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)的功能
2.2.1巡檢系統(tǒng)服務器功能
    巡檢系統(tǒng)服務器接收手機巡檢終端信息，對其進行讀取，分解出隱患發(fā)生的時間、地點、設備類型，然后把這些數(shù)據(jù)自動儲存。具體功能如下。
   ① 巡檢實時監(jiān)控
   巡檢系統(tǒng)服務器借助巡檢系統(tǒng)在電子地圖上實時地顯示巡檢狀態(tài)，包括巡檢點的狀態(tài)(巡檢或未巡檢)，各巡檢人員在某一時刻的位置和巡檢軌跡。顯示各個巡檢人員發(fā)現(xiàn)的故障點的位置、故障描述、現(xiàn)場視頻照片等。
    ② 巡檢歷史查詢
    工作人員通過一定權限訪問該系統(tǒng)，可以對各巡檢人員的巡檢歷史軌跡和上報隱患進行查詢。
    ③ 巡檢工作管理
    巡檢工作的管理包括對手機巡檢終端的管理、人員工作狀態(tài)和巡檢軌跡的分析。通過巡檢軌跡的分析可以了解巡檢工作人員的巡檢距離、巡檢速度等信息，以加強巡檢工作的管理。管理人員可以通過該系統(tǒng)下達巡檢工作計劃。
    ④ 隱患的管理
    通過該系統(tǒng)可以隨時查看隱患的處理情況。各部門工作人員均可以通過訪問該系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)隱患，協(xié)調處理。隱患處理部門對上報隱患的處理情況進行記錄。
    ⑤ 數(shù)據(jù)的管理和分析
    系統(tǒng)根據(jù)巡檢情況，自動產(chǎn)生巡檢日報和月報表。對一定時期內的隱患類型和隱患趨勢進行分析，通過隱患類型的分析，了解各種類型隱患發(fā)生的頻率，以便有針對性地開展工作。
    ⑥ 系統(tǒng)管理
    系統(tǒng)管理包括對系統(tǒng)參數(shù)進行設置、用戶權限的分配、各級用戶密碼的管理、使用者資料的維護。系統(tǒng)基本資料的輸入內容包括：部門信息、員工信息、巡檢片資料、巡檢點資料、隱患信息的設定。
2.2.2手機巡檢終端功能
    ① 巡檢狀態(tài)回傳和隱患上報
    巡檢人員在外出巡檢時，采用手機巡檢終端，通過GPS衛(wèi)星實時定位，自動(每隔1min，間隔可設置)或手動通過GPRS向巡檢系統(tǒng)服務器發(fā)送一條報文，匯報當前巡檢人員的位置、時間和照片等信息，若發(fā)現(xiàn)故障，則把故障類型、設備編號、當前的GPS定位信息發(fā)送到巡檢系統(tǒng)服務器。手機巡檢終端在巡檢軟件運行時，其手機通信功能不受影響。如遇緊急情況，可通過手機巡檢終端以電話方式向公司上報隱患。巡檢人員不必到單位報到，可以通過手機巡檢終端上報自己的工作狀態(tài)(上班或下班)，大大方便了巡檢人員，節(jié)省了時間。
    ② 巡檢計劃和基本信息的下載
    巡檢人員可以通過手機巡檢終端軟件，及時地下載巡檢計劃，及時地與巡檢系統(tǒng)服務器進行數(shù)據(jù)(巡檢計劃、隱患類型、系統(tǒng)參數(shù)設置等)更新，以保證與巡檢系統(tǒng)服務器數(shù)據(jù)同步。巡檢人員還可以通過手機巡檢終端軟件查詢上報的隱患情況。
   ③ 通信參數(shù)的設置
   手機巡檢終端使用移動GSM網(wǎng)的GPRS功能進行通信。通過對手機巡檢終端的網(wǎng)絡通信參數(shù)、巡檢系統(tǒng)服務器上提供的外網(wǎng)IP地址以及端口號的設置，來保證正常的通信和數(shù)據(jù)傳輸。
2.3 燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)的特點
    ① 采用無線網(wǎng)絡通信的方式和GIS技術，實現(xiàn)管網(wǎng)巡檢工作的信息化管理。
    ② 不需要在設備和管道上安裝任何巡檢設備，大大降低了系統(tǒng)的采購和維護成本。
    ③ 有效地保證了巡檢人員的巡檢質量，提高了設備和管網(wǎng)的安全可靠性，從而消除安全隱患。
    ④ 燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)可與企業(yè)現(xiàn)有信息系統(tǒng)連接，便于有效地了解、檢查巡檢工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)管道和設備的缺陷情況，提升管道和設備運行安全性，降低生產(chǎn)運營成本，提高工作效率。具有造價低，易操作，設備使用壽命長等顯著優(yōu)點。
3 總結與展望
    該系統(tǒng)運行后，提供了詳細的巡檢記錄和數(shù)據(jù)分析報表，大大加強了對巡檢工作的管理；有效地降低了人為因素帶來的漏檢或錯檢等問題，減少了隱患造成的安全事故；不僅使管道和設備檢修部門在巡檢工作上第一次實現(xiàn)了無紙化數(shù)據(jù)采集，還可以有效地監(jiān)督巡檢人員的工作情況，實現(xiàn)巡檢工作信息化、智能化，從而最大程度地提高工作效率，降低管道和設備的故障率；強大的網(wǎng)絡訪問功能，使各部門、各級領導都能通過該系統(tǒng)了解管網(wǎng)的運營隋況，以便對突發(fā)故障作出及時的、有效的處理。
    該系統(tǒng)在試運行過程中也存在一些問題，例如定位的精確性問題。GPS定位信息的精確性受著多方面的影響，衛(wèi)星的覆蓋面、天氣情況、樓群內部的干擾等情況都會使GPS的定位信息產(chǎn)生誤差，影響正常工作。隨著移動公司輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Assisted Global Positioning System，AGPS)的推出，定位精確性有望進一步提高。
    城市燃氣管網(wǎng)智能巡檢系統(tǒng)是燃氣企業(yè)信息化建設的一個重要組成部分。它將與燃氣企業(yè)的SCADA系統(tǒng)、燃氣負荷預測及調度系統(tǒng)、燃氣企業(yè)的故障搶修系統(tǒng)、收費系統(tǒng)等結合，形成一個完整的燃氣企業(yè)信息化管理平臺。
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(本文作者：譚洪艷1 趙宇飛2 呂宏杰2 馬傳峰2 周衛(wèi)紅1 呂子強1 1.遼寧科技大學資源與土木工程學院 遼寧鞍山 114051：2.鞍山市燃氣總公司 遼寧鞍山 114002)