北京燃氣北斗系統的應用經驗總結

文|馬彬 張濤 馬瑞莉 馬駿 何少平 王新宇 陳駿

1.北京市燃氣集團研究院 2.北京市燃氣集團有限責任公司 3. 北京市鼎新新技術有限責任公司

一、引言

作為全國最早應用國家北斗精準服務網的市政公用企業，北京市燃氣集團有限責任公司（簡稱北京燃氣）積極響應國家號召，從北斗的嘗試應用到深入推廣，北京燃氣經過七年多的探索、研究和應用，開創了“北斗＋燃氣”的應用模式，在管理、應用、研發中，積累了很多寶貴經驗，希望能為燃氣行業及全國智慧城市基礎設施應用北斗精準位置服務提供經驗參考，有助于市政企業根據業務需要開辟北斗設備研發方向，依靠北斗技術研發新產品，形成知識產權，快速提高企業創新性，提高企業競爭力。同時可帶動一大批燃氣設備、定位設備廠商創新性發展，走出當前瓶頸期，提升企業經濟效益[1]。

二、北京燃氣在北斗應用中的管理模式經驗

北京燃氣致力于提升企業信息化水平，依托北斗改進傳統工作方式，形成自主可控、安全可靠的精細化管理模式，進而形成北斗標準化管理模式。

1.加強企業信息化系統建設

北京燃氣之前的信息化系統是相互獨立的，雖有接口但是像煙囪一樣豎立著，彼此之間不聯系，缺乏跨部門、跨業務的數據集成、融合和決策分析能力，不僅造成資源浪費，增加運營成本，而且不利于統一管理。

通過把北斗智能終端和燃氣各類專業設備相集成，利用北斗位置信息數據與各業務環節數據相融合，打破數據孤島，把煙囪式的信息化建設改成平臺式信息化建設，通過感知化、互聯化、智能化的方式將管網的物理屬性、信息屬性和業務屬性連接起來，使各業務領域、各子系統之間的關系顯化，實現跨部門、跨業務的數據集成和融合，以最大限度發揮信息資源的價值。北京燃氣智慧運營平臺的建設就是將各環節系統數據融合，打破數據孤島的一個很好的例子。

2.依托北斗改進傳統工作方式

北京燃氣地下燃氣管線長度達到2萬多千米，絕大部分管線都位于地下，城市地下管線以及相關設施的基礎信息及數據缺乏科學管理，各個管線權屬單位之間管線信息不互通，不僅給管線規劃設計帶來了不便，在施工過程中更是容易造成誤挖事故。應用北斗精準定位技術后，在開展管網運行狀態可視化工作的基礎之上，北京燃氣采用信息、通信、管理等領域的先進技術，探索出一條管網智能調控、智能運行的管理新模式，實現了管網工況全景化監控；通過三維自動上圖，將依賴工人經驗繪圖找管的原始工作方法轉型，實現“人人都是活地圖”的高效工作模式，效率提高10倍以上；通過北斗精確定位技術，結合燃氣管線施工過程中工程計劃、進度、風險監控及竣工驗收的要求，實現對管線施工過程關鍵節點的厘米級管理。這些北斗精準服務的應用都改變了傳統的工作方式，促進燃氣管網更高效安全地運行。

3.自主可控的精細化安全管理

北京燃氣充分運用“北斗＋燃氣”，在北斗精準位置服務的基礎上，將計算機、地理信息系統、互聯網、物聯網、大數據、VR/AR等先進信息化技術與燃氣管網業務流程相融合，利用北斗精準定位終端和管網運行檢測設備融合對接，實現采集管網建設及運行過程中，如施工管理、智能巡檢、防腐檢測、泄漏檢測、應急開挖等產生的附有北斗精準時空信息的專業檢測數據，對數據進行綜合計算和挖掘分析，達到及時發現管網設備和管理流程中的安全隱患、預防管網安全事故發生的目的，形成自主可控的精細化安全管理模式。

4.北斗應用標準化管理

北京燃氣率先將北斗寫入主編的燃氣行業標準中，積極推進北斗應用標準化的建設。北京燃氣正在開展北斗應用相關的企業標準、技術規范的修訂及制定工作，進一步健全北斗在燃氣生產運營各環節管理機制。完善燃氣基礎設施建設及安全健康監測、管網施工過程監管及服務、管網運行監測、安全應急等領域相關管理辦法，支持北斗系統應用。

三、北京燃氣在北斗應用中的應用模式經驗

為降低企業運營成本，加快實現企業數字化轉型，發揮大型國企優勢，引領行業北斗應用，北京燃氣實現將北斗從“天上好用”引入到市政行業，形成“地上用好”的行業示范應用模式。

1.建立“三網融合”管網風險應用管控體系

北京燃氣創造性地提出將北斗精準服務網、面向地下復雜市政管網的立體化監測網與市政管網這三張“網”相結合，建立起“三網融合，天地一體化”的管網風險應用管控體系，形成一套可復制、推廣、落地的“北燃經驗”，為北斗系統在市政行業的應用奠定基礎[2]。

2.多途徑、全空間、全產業鏈的完整閉環式北斗應用

北京燃氣開創了“北斗+燃氣”的深度互聯應用模式，打造出北斗在燃氣行業多途徑、全空間、全產業鏈的完整閉環式應用體系。

從多種途徑實現應用北斗精準服務。通過研發具有自主知識產權的基于北斗的燃氣專用設備設施、率先將北斗應用寫入主編的燃氣行業標準、應用北斗精準定位對管網建設數據進行有效采集、開展平臺式信息化建設等多途徑北斗應用，實現從北斗精準服務網民用化的成功跨越，確保了管網數據的安全。

從全空間多維度應用北斗精準服務。北京燃氣構筑了“空天地一體化”應用北斗模式，天空中有北斗衛星系統支持；地面布設北斗基站，采集管線檢測、運維等數據；地下收集管線內監測數據。結合北斗精準時空信息，實現管道的全空間防護，見圖1。

圖1 北京燃氣“空天地一體化”北斗應用模式

從全產業鏈應用北斗精準服務。建設覆蓋北京地區的北斗CORS基站，形成厘米級高精度北斗服務網，在燃氣生產運營各環節應用北斗應用技術，全業務鏈深度融合應用北斗精準服務，實現燃氣運營的本質安全。

3.應用北斗實現高精準運營

在燃氣管網日常運行管理工作中，如巡檢、泄漏檢測[3]、防腐層檢測等業務，傳統的工作方式由于定位精度低導致無法判定現場施工及占壓是否對管線安全造成影響；發現管網異常情況后無法快速精準定位異常點的位置，導致開挖修復耗時耗力；粗放式的管線運營完全依靠人工，巡檢效率低，定位精度靠經驗，偏差大。北京燃氣通過集成改造北斗高精度定位設備和管網運行管理設備，利用軟件平臺將北斗高精度位置數據與地下管網作業數據準確匹配、深入融合，為管網運營管理的數字化和智能化建立堅實的支撐基礎，并在此基礎上研發面向具體業務場景的應用解決方案，實現了粗放式管理到精準運營的轉變。

4.借助北斗實現高效應急調度

通過將北斗與調度應急管理深度結合，在應急搶險車上加裝北斗定位終端，實現實時掌握車輛位置信息與軌跡，為應急搶險工作提高了效率，減少了應急反應時間，從而降低了事故風險和后果[4]。在應急處置過程中，利用基于北斗的移動應急指揮終端與手持終端，快速形成現場應急指揮中心，便于根據現場實際情況快速做出指揮及調度決斷，并實現與后臺指揮中心信息互通。在應急救援結束和事故關閉后，統合北斗應急終端現場采集數據、作業報告數據、軌跡數據以及后期調查數據，實現財產損失、人員傷亡、資源消耗、環境污染的數據錄入。為各級應急救援單位以及政府管理部門對應急事件的分析、總結與評估提供技術支持，為應急資源配置、應急處置措施、應急路線規劃等方面的改進提供經驗依據。

5.北斗與智慧燃氣融合應用

2014年，北京燃氣在亦莊地區建立了國內首個智能燃氣管網試點小區。在管網運行狀態可視化的基礎之上，實現了管網工況全景化監控。在智能管網建設取得顯著成效的基礎上，北京燃氣自2015年起，開始了智慧燃氣的探索與研究。在智能管網的基礎上，向上游延伸，融入氣源管理；向終端應用延伸，融入智能計量、智能服務、互聯網+服務等。北斗與智慧燃氣的結合，將全面提高燃氣行業的安全能力和效益水平，促進行業管理進入精細化和智能化時代，推動整個行業的產業升級和模式創新。

四、北京燃氣在北斗應用中的技術研發經驗

打造具有自主知識產權的核心技術產品，加速科技成果向現實生產力轉化，是加快北斗系統在市政領域產業化應用的關鍵環節。結合北斗技術對業務進行改造和二次研發，打破了國外技術及設備的雙重壟斷，同時對管網運行狀態、環境等綜合數據實現高效采集。

北京燃氣積極與高校及市政企業合作，搭建產學研一體化平臺，通過產學研結合，形成一批基于北斗的具有自主知識產權的科研產品。打造基于北斗的燃氣監/檢測專用設備。研發北斗+VR/AR管網巡檢設備。研發基于北斗與物聯網技術的市政一體化芯片模組。

與衛星導航領域的相關企事業單位、高校密切合作，開展創新性科研課題的研究，依托企業的科研能力、高校的理論研究能力共同為北斗在燃氣行業的應用助力，實現資源共享、合作雙贏的局面。充分利用北京地區專家資源雄厚的獨特優勢，建立了北斗項目專家庫，引進北斗、智慧城市相關行業專家團隊開展企業發展戰略咨詢和技術指導。

五、結束語

北京燃氣作為全國最早應用國家北斗精準服務網的市政公用企業，將在政府部門的指導下，結合區位優勢，承擔社會責任，積極探索北斗系統在行業的深度融合及應用，將科技成果轉化為生產力，使市政行業從勞動密集的粗放型行業改造為信息化、智能化、標準化的精準型行業；大力推動北斗民用化發展進程，推進北斗在行業領域更大范圍、更高層次、更深程度上的創新應用，實現位置精準、時間精確、安全高效、自主可控、互聯互通的智慧城市生態建設。

北京燃氣為燃氣行業及全國智慧城市基礎設施應用北斗精準位置服務提供了參考示范。完善的科技創新體系，不斷創新的科技水平，大量的科技投入，使得北京燃氣科技工作碩果累累，為跨越發展奠定了基礎，推動北斗系統在燃氣行業的創新應用，引領燃氣行業轉型升級，并逐步向全國燃氣及市政領域推廣。