燃?xì)夤芫W(wǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)安全保障信息系統(tǒng)研究與應(yīng)用

□文/周琳生

燃?xì)夤芫W(wǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)安全保障信息系統(tǒng)研究與應(yīng)用

□文/周琳生

隨著天然氣供應(yīng)量的不斷增加，確保安全穩(wěn)定供氣、快速應(yīng)急搶險(xiǎn)、保障公共安全是各項(xiàng)工作的重中之重。通過研究建立燃?xì)夤芫W(wǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)安全保障信息系統(tǒng)，進(jìn)行信息共享研究，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息共享，提高了調(diào)度指揮和燃?xì)鈸岆U(xiǎn)隊(duì)伍的快速反應(yīng)能力，提升了燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行、調(diào)度指揮、應(yīng)急搶險(xiǎn)等工作的科技含量和綜合技術(shù)水平。文章對(duì)這一系統(tǒng)加以論述。

燃?xì)夤芫W(wǎng)；安全保障；應(yīng)急搶險(xiǎn)；信息系統(tǒng)

隨著氣源和供氣規(guī)模的擴(kuò)大，天然氣作為綠色能源已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱。城市燃?xì)庾鳛橹匾某鞘谢A(chǔ)設(shè)施，關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，對(duì)改善城市生活環(huán)境、促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展起到了積極地推動(dòng)作用。截至2010年底，天津市天然氣管網(wǎng)總長(zhǎng)度達(dá)到8445km，其中高壓管道913km，中壓管道1337km，低壓庭院管道6195km，天然氣用戶超過210萬戶，供氣量13億m3/a。隨著天然氣供應(yīng)量的不斷增加，確保安全穩(wěn)定供氣、快速應(yīng)急搶險(xiǎn)、保障公共安全是各項(xiàng)工作的重中之重。燃?xì)夤芫W(wǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)安全保障信息系統(tǒng)的研究就是針對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)及各類用戶不斷增加，對(duì)燃?xì)獍踩€(wěn)定供應(yīng)及應(yīng)急搶險(xiǎn)工作提出了更高要求這一挑戰(zhàn)，為確保天津市安全穩(wěn)定供氣，為管網(wǎng)安全運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù)而進(jìn)行的。

1 系統(tǒng)主要構(gòu)成

燃?xì)夤芫W(wǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)安全保障信息系統(tǒng)研究是基于燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)、燃?xì)庹{(diào)度管理系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，建立燃?xì)鈸屝轌PS定位管理系統(tǒng)并將系統(tǒng)資源進(jìn)行整合。該研究是對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)、無線通訊、軟件開發(fā)，硬件集成與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在燃?xì)庑袠I(yè)的綜合應(yīng)用研究，涉及了信息科學(xué)領(lǐng)域的GPS衛(wèi)星定位技術(shù)、RTK差分厘米級(jí)精確定位技術(shù)、GPRS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、影像傳輸技術(shù)等多項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)。系統(tǒng)主要由4大系統(tǒng)構(gòu)成，即：燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）、燃?xì)鈸岆U(xiǎn)車GPS定位管理系統(tǒng)、燃?xì)庹{(diào)度管理系統(tǒng)和大型工商戶計(jì)量遠(yuǎn)傳系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)及功能

2.1 燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS）

天津市燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)的研究建設(shè)的目的是針對(duì)燃?xì)庑袠I(yè)管網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)際需要，為提高管網(wǎng)管理水平及管網(wǎng)搶修快速反應(yīng)能力，提高管網(wǎng)市政配合工程管理水平，提高管網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，為管網(wǎng)的更新改造、重點(diǎn)監(jiān)護(hù)提供決策依據(jù)。

在國(guó)內(nèi)首次采用1∶500地形圖作為系統(tǒng)底圖，真實(shí)反映管網(wǎng)實(shí)際走向和位置，提高了標(biāo)注、查詢的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)海量數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，在海量數(shù)據(jù)的支持下，該系統(tǒng)具有管網(wǎng)設(shè)備管理、巡線管理、搶修決策管理、管網(wǎng)隱患預(yù)測(cè)、報(bào)警、舊管網(wǎng)改造、管網(wǎng)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、輔助決策等15項(xiàng)功能。開發(fā)了多種數(shù)據(jù)接口，可以和SCADA調(diào)度系統(tǒng)、GPS搶修指揮系統(tǒng)等鏈接。

2.2 燃?xì)鈸屝捃嘒PS定位管理系統(tǒng)

系統(tǒng)主要采用GPS定位技術(shù)、載波相位差分技術(shù)，對(duì)移動(dòng)的燃?xì)鈸屝捃囘M(jìn)行實(shí)時(shí)定位，利用無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，以電子地圖和空間影像圖為支撐平臺(tái)，具備實(shí)時(shí)監(jiān)控、定位跟蹤、精確定位、指揮調(diào)度和信息查詢管理一體化功能。系統(tǒng)容量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，可以有效地對(duì)移動(dòng)的燃?xì)鈸屝捃囕v進(jìn)行定位、監(jiān)控和指揮調(diào)度并為搶險(xiǎn)車指揮車提供現(xiàn)場(chǎng)指揮、信息查詢、故障點(diǎn)精確定位、故障處理、快速搶險(xiǎn)提供技術(shù)支持。系統(tǒng)隨時(shí)可獲取車輛的位置信息，快速處理報(bào)警和異常突發(fā)事件,為燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運(yùn)行提供了可靠的保障。

2.3 燃?xì)庹{(diào)度SCADA系統(tǒng)

系統(tǒng)主要包括生產(chǎn)調(diào)度及調(diào)度管理系統(tǒng)。

1）生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)

生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)陜氣等4大氣源場(chǎng)站、津沽高壓球罐樞紐場(chǎng)站、高調(diào)站、中低壓調(diào)壓站、100多個(gè)大型工商戶流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站等進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，及時(shí)掌握各氣源供氣量、各集輸站儲(chǔ)氣量、大用戶用氣量、調(diào)壓站運(yùn)行情況、管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的壓力平衡情況等信息，以此科學(xué)地指導(dǎo)日常生產(chǎn)調(diào)度。主要功能包括：

（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示；

（2）罐站、調(diào)壓站、集輸站、配氣站、混氣站、計(jì)量站點(diǎn)工藝圖、相關(guān)運(yùn)行參數(shù)顯示；

（3）高、中、低壓管網(wǎng)圖顯示；

（4）直觀圖、趨勢(shì)圖、報(bào)警顯示；

（5）大型工商戶流量計(jì)量數(shù)據(jù)顯示；

（6）無人值守調(diào)壓站監(jiān)控功能。

2）調(diào)度管理系統(tǒng)

調(diào)度中心對(duì)遠(yuǎn)程站采集到的實(shí)時(shí)參數(shù)數(shù)據(jù)，按照不同類型、名稱、屬性、時(shí)序等特征分類進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)，通過管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析及報(bào)表生成。主要功能包括：

（1）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析；

（2）報(bào)表管理；

（3）網(wǎng)絡(luò)發(fā)布權(quán)限管理；

（4）日志管理及調(diào)度令管理。

2.4 大型工商戶流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)對(duì)燃?xì)饧瘓F(tuán)大型工商戶及貿(mào)易計(jì)量結(jié)算點(diǎn)的流量、壓力、溫度等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，將采集到的數(shù)據(jù)信息通過無線通信GPRS快速、準(zhǔn)確傳輸?shù)缴衔涣髁繑?shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大型工商戶、貿(mào)易結(jié)算點(diǎn)、內(nèi)部考核結(jié)算點(diǎn)地實(shí)時(shí)采集、監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)管理。為燃?xì)馄髽I(yè)掌控氣量供需狀況及市場(chǎng)預(yù)測(cè)提供管理決策依據(jù)，同時(shí)確保用戶安全穩(wěn)定用氣。

該系統(tǒng)上流量數(shù)據(jù)采集站也可以作為燃?xì)夤芫W(wǎng)調(diào)度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站，為管網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度提供科學(xué)的依據(jù)。主要功能包括：

1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)站點(diǎn)的溫度、壓力、瞬時(shí)流量、累計(jì)流量；

2）歷史數(shù)據(jù)查詢，可以查詢到各個(gè)站點(diǎn)、各個(gè)時(shí)間段的歷史記錄并能查詢?cè)谕粫r(shí)間區(qū)域內(nèi)所有站點(diǎn)的歷史記錄數(shù)據(jù)；

3）以趨勢(shì)圖和棒圖的形式來顯示出相關(guān)站點(diǎn)、所選參數(shù)的變化趨勢(shì)；

4）根據(jù)需求分別按年、月、日作出統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

3 信息共享

以上各系統(tǒng)是與燃?xì)馍a(chǎn)運(yùn)行密切相關(guān)的管理系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間的信息資源有著密不可分的聯(lián)系，燃?xì)夤芫W(wǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)安全保障信息系統(tǒng)的研究最重要的工作是在各專業(yè)管理系統(tǒng)中建立鏈接系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無障礙鏈接及信息共享。

3.1 燃?xì)鈸岆U(xiǎn)車GPS定位管理系統(tǒng)與燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)GIS鏈接

在進(jìn)行車輛調(diào)度監(jiān)控或者精確定位的過程中，隨時(shí)可以對(duì)當(dāng)前位置的管網(wǎng)信息進(jìn)行查詢與分析。即在燃?xì)鈸岆U(xiǎn)調(diào)度GPS定位指揮系統(tǒng)上，在定位某個(gè)燃?xì)鈸岆U(xiǎn)車后，在其顯示的城區(qū)影像圖上進(jìn)行放大后直接進(jìn)入燃?xì)夤芫W(wǎng)地理系統(tǒng)，此時(shí)的GPS定位點(diǎn)已經(jīng)在管網(wǎng)矢量圖上顯示出來，同時(shí)也可以清晰地看到GPS定位點(diǎn)周邊的管網(wǎng)和燃?xì)庠O(shè)施的分布情況，輔助指揮人員進(jìn)行指揮、調(diào)度搶修車輛和人員進(jìn)行安全、高效地?fù)岆U(xiǎn)。此外利用精確定位設(shè)備可以快速地通過GIS系統(tǒng)精確確定GPS定位點(diǎn)與所測(cè)管線的厘米級(jí)精確位置。

3.2 燃?xì)釹CADA調(diào)度管理系統(tǒng)與GIS鏈接

通過建立燃?xì)夤芫W(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)(SCADA)與燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)的鏈接程序，可以實(shí)現(xiàn)在GIS燃?xì)夤芫W(wǎng)地理信息系統(tǒng)中顯示調(diào)度管理系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前所在調(diào)壓站內(nèi)各燃?xì)庠O(shè)施的運(yùn)行狀況，如：氣體的瞬時(shí)流量、壓力、溫度等信息。一旦發(fā)生事故搶險(xiǎn)時(shí)，可依據(jù)地理信息上顯示事故現(xiàn)場(chǎng)周圍管線的運(yùn)行狀況及時(shí)調(diào)度各管線供應(yīng)量，既保證安全供氣，又可以保證快速搶險(xiǎn)，對(duì)于燃?xì)馐鹿蕮屝薷哂袑?shí)際意義。

3.3 SCADA與大型工商戶流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集管理系統(tǒng)的鏈接

該鏈接系統(tǒng)將大型工商戶流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集管理系統(tǒng)中采集的所屬的100多個(gè)遠(yuǎn)程采集站的數(shù)據(jù)信息(其中包括：流量、溫度、壓力)在管網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)中顯示出來，采集的數(shù)據(jù)信息可直接與調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，供調(diào)度系統(tǒng)使用，作為燃?xì)夤芫W(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站使用，相當(dāng)于每建一個(gè)采集點(diǎn)就多增加了一個(gè)調(diào)度站，擴(kuò)大了燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)測(cè)范圍，提高管網(wǎng)安全運(yùn)行保障度。

通過SCADA系統(tǒng)和流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程直讀采集管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示確定大型工商戶用氣量，從而根據(jù)生產(chǎn)需要和管網(wǎng)的供氣狀況及時(shí)調(diào)度氣源，適時(shí)調(diào)節(jié)外網(wǎng)供氣壓力，為安全穩(wěn)定供氣提供科學(xué)依據(jù)。

4 應(yīng)用情況

該項(xiàng)研究成果已經(jīng)在天津市燃?xì)饧瘓F(tuán)推廣應(yīng)用，截至2010年底，在40臺(tái)燃?xì)鈸屝捃嚢惭b了GPS車載定位設(shè)備，5臺(tái)搶險(xiǎn)指揮車也同步安裝了車載GPS定位設(shè)備，為配合應(yīng)急搶修事故管線，配備一套管線精確定位裝置，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精確定位。實(shí)現(xiàn)了 SCADA、GPS、GIS系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)資源共享，目前該系統(tǒng)運(yùn)行正常，數(shù)據(jù)傳輸快速準(zhǔn)確，圖像傳輸穩(wěn)定正常，為燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障。該系統(tǒng)的應(yīng)用在氣源轉(zhuǎn)換工作中及確保2008年奧運(yùn)火炬?zhèn)鬟f及奧運(yùn)會(huì)、殘奧會(huì)期間安全穩(wěn)定供氣工作中也發(fā)揮了重要作用。

5 意義及作用

燃?xì)夤芫W(wǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)安全保障信息系統(tǒng)是集管網(wǎng)管理、運(yùn)行調(diào)度、遠(yuǎn)程監(jiān)控、搶險(xiǎn)車定位、管線精確定位、應(yīng)急搶險(xiǎn)指揮于一體的綜合性信息化管理系統(tǒng)。該項(xiàng)研究體現(xiàn)了燃?xì)夤芫W(wǎng)安全運(yùn)行、穩(wěn)定供氣、事故搶險(xiǎn)調(diào)度指揮動(dòng)態(tài)管理的發(fā)展方向。 通過研究整合SCADA、GPS、GIS、大型工商戶計(jì)量遠(yuǎn)傳系統(tǒng)，信息共享，建立燃?xì)夤芫W(wǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)安全保障信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)夤芫W(wǎng)應(yīng)急搶險(xiǎn)指揮調(diào)度的快速、準(zhǔn)確及遠(yuǎn)程監(jiān)控，極大地提升了燃?xì)夤芫W(wǎng)調(diào)度指揮、應(yīng)急搶險(xiǎn)等工作的科技含量和綜合技術(shù)水平，提高了調(diào)度指揮和燃?xì)鈸岆U(xiǎn)隊(duì)伍的快速反應(yīng)能力，為安全穩(wěn)定供氣，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)事故的快速、及時(shí)應(yīng)急搶險(xiǎn)提供可靠保證。

TU996

C

1008-3197（2011）01-56-03

2010-12-30

周琳生/女，1963年出生，高級(jí)工程師，天津市燃?xì)饧瘓F(tuán)技術(shù)質(zhì)量部，從事燃?xì)饧夹g(shù)科研管理工作。