淺析城市天然氣綜合管理信息系統的建立

摘要：根據廣州燃氣信息化建設的經驗并結合國內燃氣企業信息化系統的發展現狀，思考了燃氣企業信息化建設的重要性，比較粗略地提出了信息化發展的總體趨勢、信息化發展的最終目標、建立原則及具體工作開展中需要注意的方面。

關鍵詞： 天然氣 綜合管理信息系統

隨著計算機技術、自動控制技術等相關應用技術在各行業中的廣泛應用，信息化、數字化的概念也不斷深入到燃氣行業的技術應用中。它不但體現在具體的業務應用、過程控制領域，同時也體現在一個企業的管理領域、決策領域。綜合管理信息系統以信息化的技術來促進生產管理效率的提高和生產管理手段的變革，從而推進企業運作模式的變化，能夠更好地對人力、設備、材料以及各項資源進行計劃和控制，優化生產管理、提供決策調度等。

1 系統建設原則

天然氣信息化建設應遵守節約資源原則，充分與現有資源共享；全盤考慮，分步實施，先易后難原則；統一標準、互聯互通、信息共享和系統開放原則；技術先進、可靠、實用原則；“以人為本“的服務體系；信息安全原則。

2 系統建設目標

1、建立統一的企業信息平臺。企業信息平臺建成一個Intranet訪問平臺，即企業信息門戶。完全基于三層結構Web 應用技術，使企業內部上至高層領導，下至普通員工都可以通過各自的權限在瀏覽器上共享、分析、處理和應用企業內部的各種信息，實現生產自動化、運營智能化、管理決策科學化、信息資源化和運作網絡化。

2、建成核心數據交換中心。通過對各個業務環節信息數據的實時全面采集和發送，實現企業運營信息的集中存儲，形成一個信息共享體。以完善的信息流和信息共享機制帶動整個業務流程運作的順暢，提高工作效率，保證決策管理系統對各個業務環節的監控和指揮，并通過對信息的分析和數據挖掘，實現宏觀決策和計劃指導，同時建立信息中心實施對數據交換中心及整個信息系統的建設、管理、維護、升級等相關職能，并進一步健全信息管理機制，形成法規、標準規范和安全體系框架。

3、通過企業信息系統與產業鏈上其它信息系統的互連和信息共享，實現企業經營的社會化和系統增值，促進經濟效益和社會效益的雙向飛躍。

3.1 系統組成及體系構建

3.1.1系統組成

按業務內容、業務性質和服務對象的不同，城市天然氣綜合管理信息系統可以分下面幾個部分：GIS系統(燃氣管網運行管理、維護等)；SCADA系統(包括燃氣生產管理、質量管理及供氣調度等)；GPS系統（包括應急搶險指揮調配和巡線監管等）；ERP系統 (包括財務管理、人力資源管理、物料供應管理、工程管理、檔案管理、設備管理、經營計劃等)；營業收費管理信息系統(包括抄表、收費、與銀行間代收燃氣費數據處理)；客戶服務中心系統(包括業務咨詢、信息查詢、業務申報受理、業務投訴受理、用戶服務熱線等)；企業門戶網站(展現公司形象、提供用氣常識、安全知識等)。以下為個系統的關系圖：

業務應用系統和輔助支持與決策系統統一運行在公共信息平臺上；業務應用系統與輔助支持與決策系統數據通過中心數據庫平臺實現雙向互通；業務應用系統中只有客戶服務中心系統和營業收費管理系統直接面對用戶，GIS、SCADA和GPS系統是公司內部生產運行系統，主管部門和外部相關機構只與業務發展管理系統聯系。 3.1.2系統體系構建

城市天然氣信息系統體系結構應以數據庫為核心，在企業內部網上(Intranet)將資金流、物質流、信息流統一共享；在企業外部網上(Internet)與政府、銀行、用戶相關聯，適應社會信息化要求。其系統體系結構見下圖 ：

4.1 子系統

4.1.1 GIS系統

1、燃氣管網GIS系統特點

針對城市燃氣管網“安全第一”等具體特點，建立以GIS技術和計算機技術為支撐的城市燃氣輸配管網GIS系統，代替傳統的燃氣管網資料管理方法，能在最大程度上滿足燃氣管網的資料維護、信息查詢、報警搶險等日常事務。且對于提高燃氣行業服務質量、管理水平，加強燃氣生產調度和突發事件處置能力，保障安全供氣，提供高效率的支持。

城市燃氣管網自身的特點和管理上的要求決定了城市燃氣管網GIS系統應具有以下特點：1)燃氣管網信息具有時間特征，因而系統是一具有時間和三維空間數據的四維信息系統；2)燃氣管網在空間分布上具有不均勻性，因而數據信息量具有隨著發展而急劇增長的特征，系統需要具有處理急劇增長的數據信息量的能力；3)燃氣管網數據必須完整、準確，具有現勢性，要求信息系統是一個動態可維護的信息管理系統；4)系統能夠提供設施管理與自動制圖的技術和數據支持，滿足日常業務的需要；5)系統的數據應能夠與燃氣集團共享，具有網絡多用戶的并發處理能力。

2、燃氣管網GIS系統組成

城市燃氣管網GIS系統是由軟件、硬件和描述地理信息(如街道、地界、燃氣管道等)及相關附屬設施信息的數據所組成的計算機系統。城市燃氣管網GIS系統的硬件包括工作站(可由兩臺服務器組成網絡，由PC機與數字化儀組成的數字化工作站)和打印機、繪圖儀等外部設備；城市燃氣管網GIS系統軟件包括操作系統、GIS軟件、數據庫軟件等。常用的GIS軟件有Maplnfo、Arelnfo、ArcView等國外產品，以及GeoStar、MapGIS等國產軟件；數據庫軟件有Foxpro、Access、Orcal等等。從大量使用案例效果分析可以看出，城市燃氣管網GIS系統能否充分實現其功能很大程度上取決于數據質量優劣及數據庫構成、管理方式的安全合理程度。較為完善的系統數據庫由全景數據庫、底圖數據庫和管線數據庫三部分組成。其中，全景數據庫是一幅整個城市的地形示意圖。底圖數據庫由l：500的地形圖圖幅組成，并組合成一幅地形索引圖，為便于查詢、分析，對所有地形圖上的地理要素均進行了編碼。管線數據庫由天然氣管線索引圖組成。管線的空間數據與拓撲數據均存于GIS系統內，而其屬性數據主要存于關系數據庫內。

3、燃氣管網GlS系統功能及應用

在搜集該地區的燃氣管網資料，全面掌握城市燃氣管網的最新資料，保證資料的準確性，為管網管理部門準確地提供所需的各種類型的數據的基礎上，系統應能滿足以下用戶需求：1)燃氣管線數據應以圖形和報表等方式存在，能直接接受各種類型的管線數據，自動處理分類和入庫并維護數據安全；2)能提供多種查詢方式；3)能按照管線數據的各種特性，對其進行統計與分析；4)能繪制、顯示地形圖和管線圖，特別是具有三維顯示功能，能對地下管線進行剖面三維顯示；5)系統經過結構模塊化設計，易于升級與優化；6)系統安全性好，易于維護：7)操作界面友好，使用者無需專門計算機知識，經短期培訓即可熟練操作。

據此，城市燃氣管網GIS系統一般應包含有以下功能模塊：

1)數據處理模塊：用于對管網數據及地形圖進行輸入、分類和入庫；對管網數據及地形圖的動態更新，系統提供多種工具完成對圖形、屬性等數據的更新，保證數據的準確性和現勢性，對圖幅及其索引圖進行管理；

2)查詢檢索模塊：用于提供數一圖、圖一數及緩沖區等多種方式對燃氣管網、附屬設施等進行綜合查詢。具體包括：對地形屬性查詢、坐標位置查詢、管網測量點查詢、管網管段查詢、圖例(地形圖與管網)查詢、利用數據庫進行屬性查詢以及利用數據庫進行圖形查詢等；

3）統計分析模塊：用于對各種條件的管線進行統計、對管線進行緩沖區分析、對管線和地形圖進行疊置分析、計算路程、最佳路徑分析等，管線剖面圖的生成及三維顯示等；

4)顯示輸出模塊：用于輸出各類報表，根據需要對管網和地形圖進行各種各樣的顯示與輸出；

5)維護工具模塊：用于對系統的參數進行設置；提供安全機制以免數據的非法使用及流失，提供各種工具保障系統安全、高效的運行，支持多種外部存儲設備的備份和恢復，完成和微機間的數據交換等；

6)在線幫助模塊：用于在系統運行中提供在線的使用幫助信息。

綜上所述，燃氣管網GIS系統可以做到：

1)對圖形和屬性數據的檢索和查詢，了解城市燃氣地下管網的確切位置、埋深、走向、填埋情況、直徑、材質等；

2)對各類管線數據及各類屬性數據進行統計、緩沖分析、三維分析等；

3)為規劃設計部門提供確實可靠的數據，從而在建設施工中避免燃氣管線重大事故的發生；

4)通過監測設備門站、調壓站、閥門井、重要用戶、重點監測管段等進行實時監控，并以二維和三維圖形顯示設備的運行狀態；

5)根據報警信號分析確定故障點，并提供最佳故障檢修方案，同時自動生成管網搶修預案；

6)突發事故的應急處理：根據報修電話，快速確定請求地點以及事故發生地。并與ll9消防指揮中心計算機聯網，密切供氣系統與消防系統的關系，增強安全防范措施，提高對重大事故及突發事件的應急處理能力；

7)制作用戶所需的各種不同比例尺的路網圖、管網圖、縱橫斷面圖和各種類型的數據報表及輸出打印。

4.1.2 SCADA系統

1、場站SCADA系統

各場站監控系統分為兩級，上級為監控計算機，下級為PLC/RTU為主的現場控制器。系統由計算機、PLC/RTU、智能儀表、傳感器和變送器、電動執行機構等共同組成，獨立完成各本地監控站的數據采集和閉環控制功能。

2、中壓SCADA系統

在大型用戶和重要監測管段設置監測點，并采用先進的傳感器及執行器，通過CDMA/GPRS無線網絡將監測點的流量、壓力傳送到到集團的調度控制中心和本工程的管理中心。調度控制中心進行全系統的集中監視控制和統一調度管理。

4.2.1 GPS系統

本工程的GPS系統應與SCADA系統和GIS系統形成綜合系統平臺，并在GIS系統強大的工程支持下解決應急搶險指揮調配問題和巡線的監管問題。可運用GPS定位器對搶險車輛定位，通過GPS監控系統可輔助搶險指揮者對搶險力量實現最佳調配。將搶險車輛安裝GPS后，每輛車在地圖上的位置可實時地反映給計算機終端的觀測人員。同時依據計算機上的城市地圖和相對應的管線圖，在確認險情信息后可立即在計算機上搜索得到有效的管道控制閥所處位置以及最近的搶險車輛、搶險人員（巡線員同時兼搶險隊員）所處位置，下達準確有效的搶險指令。

4.3.1 ERP系統

ERP系統包括燃氣企業的辦公自動化、人力資源管理、倉庫管理、檔案管理、設備管理、物流后勤管理、燃氣表管理等。這些系統良好運行，為燃氣企業規范化管理提供良好的條件，并為領導層提供及時、準確的經營信息和輔助決策信息。

5 營業收費管理系統

營業收費管理系統幾乎覆蓋了直接面對用戶的所有業務，包括抄表、收費、與銀行間水費代收數據處理等。

營業收費管理系統是燃氣企業整個信息化系統建設的一個重要部分，是燃氣用戶基本數據庫的主要數據來源，是城市的基礎性公益性大型數據庫的一個組成部分。系統不光完成營業收費的管理工作，系統的數據將直接共享應用于城市燃氣規劃、城市輸配燃氣管網數學模型、城市GIS系統以及燃氣企業各有關管理部門和各有關上級領導決策部門。

6 客戶服務中心系統

客戶服務中心是燃氣企業與用戶和社會各界的直接面對面窗口，也是信息化工程中的關鍵部分。客戶服務中心以用戶基本信息數據庫為基礎對每一個燃氣用戶建立一組檔案，記錄著用戶開戶之日起到現在的所有的情況，使燃氣企業對自己的服務對象有一個非常清楚全面的了解，是燃氣企業搞好對外服務的基礎工作。此系統主要由三個部分組成，即用戶報裝管理系統、燃氣表管理系統和熱線服務管理系統。

7 需要注意的問題

1、注重“總體設計、分步實施”的戰略

信息系統建設要從全局的觀念出發組建系統，制定總體設計和分步實施計劃。重點考慮企業全面信息資源的開發利用，編制系統功能目標。確定部門信息處理應用要求和公司全面管理需要之間的合理配合，根據系統要求和市場技術經濟條件，合理配置系統軟件、硬件和網絡的能力并留有發展余地。

2、系統建設符合可持續性發展要求

系統建設的可持續性關鍵是應用程序可以持續使用。這要求應用程序要易于理解、擴充和改動，并可以方便地移植到升級的平臺上。對此，在開發階段就應該按照軟件工程的標準，深入分析，合理地做出安排，使系統具有良好的結構。

3、編碼技術標準化和管理業務規范化

燃氣企業的信息技術應用涉及到大量的信息編碼標準化工作，這既是提高應用水平，信息共享的需要，也是滿足今后擴展的前提。重視基礎數據開發，實施信息挖潛，是項目成功的保證。項目建設的過程中大量時間花費在整理、改進、補充完善傳統業務的規范作業制度，形成一套規范的基礎數據，達到編碼技術標準化和管理業務規范化。4、注重人才的培養和梯隊的建設

加大培訓力度，實施以人為本是燃氣企業信息化建設可持續的保證。公司內部必須要建立自己的系統維護力量，這是不可忽視的問題，否則難以完成系統的日常運行。系統維護應當能夠完成系統硬件、軟件和網絡平臺的日常維護，處理一般的系統故障、系統參數設置、數據庫的維護和備份、用戶權限分配、在應用層面上對軟件功能和界面的調整修改等。同時，還要求企業員工必須不斷提高自身素質，掌握新型管理工具，而且這也是一個企業走向現代化和成熟的標志之一。各類操作人員必須熟練掌握相應工作崗位的系統模塊的應用，力求操作的快速和數據錄入的準確，減少甚至杜絕工作中可能出現的差錯。

參考文獻

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