淺談燃氣智慧管網技術在雄安新區的應用

陳志偉 劉曉蕾

摘 要 隨著燃氣智慧管網技術的不斷發展，結合雄安新區智慧城市的定位和發展理念，雄安新區將是燃氣智慧管網的建設和應用的重要試點。雄安新區城市基礎設施基本是在空白田地上開展建設，其中燃氣管網的建設可以徹底擺脫老舊燃氣管網的束縛，雄安新區為智慧管網技術的建設和應用提供了絕佳的空間和機會。燃氣智慧管網在雄安新區的建設和應用將對該項技術的發展，甚至整個燃氣行業的發展具有重要意義。本文梳理了燃氣智慧管網的定義以及其發展現狀，并介紹了雄安新區燃氣管網基礎設施的建設目標和實際現狀。最后，針對燃氣智慧管網在雄安新區的建設和應用，給出幾點認識及建議。

關鍵詞 智慧管網;燃氣;智慧城市;數字化;安全運行

引言

根據雄安新區規劃綱要中“同步規劃建設數字城市，筑牢綠色智慧城市基礎”的要求，結合雄安新區的功能定位和發展理念，雄安新區規劃建設的方向是一座國際一流、綠色現代的智慧城市。燃氣規劃方面，雄安新區要規劃建設安全可靠燃氣供應系統，形成多源多向、互聯互通的新區燃氣輸配工程系統。近期，中國雄安集團對外發布雄安新區智慧能源體系企業標準，燃氣作為雄安新區能源利用的重要組成部分，燃氣智慧管網在雄安新區的建設和應用對雄安新區建設“綠色智慧新城、數字孿生城市”具有重要意義。智慧管網是智慧城市的重要組成部分，雄安新區將是燃氣智慧管網的建設和應用的重要試點[1-3]。

1概述

根據國家發改委發布的《中長期油氣管網規劃》，2025年全國油氣管網總長度將增加到24×104 km，約是目前規模的兩倍，這無疑對油氣管道的安全性和運營效率提出更高要求。另外，隨著“中國制造2025”、“工業互聯網+”等相關發展目標的提出，物聯網技術在油氣管網領域逐步得到應用，“智能管道”和“智慧管網”的發展理念也越來越多地應用于油氣管道的建設與運行管理中[4-8]。

1.1 智慧管網的定義

2019年中國智能管道大會上，中國石油管道公司提出了油氣智慧管網的定義。所謂智慧管網是在管道數字化、標準統一的基礎和前提下，以實現“數據全面統一”、“感知交互可視”、“系統融合互聯”、“供應精準匹配”、“運行智能高效”、“預測預警可控”為目標，利用“端+云+大數據”體系架構收集處理管道全生命周期數據，提供智能分析與智慧決策的支持，用信息化手段實現管道的可視化、智能化管理。

1.2 燃氣智慧管網發展現狀

目前，國內外先進的大型油氣管道企業幾乎都采用了一些智能技術應用到油氣管道、設備的運行管理和風險控制，如數據采集、信號遠傳、智能探測、視頻監控、遠程調度等。在數據平臺建設方面，一些企業能夠對管道各種參數的采集與儲存，基本實現管道全生命周期數字化管理。在模型軟件開發方面，國外一些先進企業能夠實現一定程度的仿真模擬和自動預測等功能。國內多數企業正在加強進行管道全生命周期數字化管理建設，并取得一定成果。

1.3 燃氣物聯網技術簡介

管道物聯網的主要是為智慧管網獲取數據，是實現智慧管網的基礎。燃氣管道物聯網技術是借助信息技術，將燃氣管道設備設施實物與運營數據的采集、傳輸、分析、決策等整合成為一個有機整體，實現優化設備管理和運營決策等功能[9]。燃氣管道物聯網一般分為感知層、傳輸層、應用層。感知層主要依靠一些傳感和感知設備，對設備及周邊環境數據進行采集，精確監測、感知管網運行及安全狀態。傳輸層是通過有線或無線網絡將感知層采集的運行數據實時傳輸至應用管理系統。應用層是對傳輸的信息進行整理與展示，依靠數據管理系統與運行管理系統，為后續的預測預警、智能決策分析提供數據基礎，最終實現管道的安全、穩定運營。

2雄安新區燃氣智慧管網建設情況

2.1 建設目標

根據雄安新區智慧城市的定位和發展理念，雄安新區燃氣智慧管網需要通過采用物聯網、人工智能、大數據、工業互聯網、數字孿生等信息化手段，大幅提升燃氣企業在質量、進度、安全等方面的管控能力，實現管道的可視化、網絡化、智能化管理，最終形成具有“全方位感知、綜合性預判、自適應優化、一體化管控”的能力，并且安全、高效運行的智慧管網。

2.2 實際基礎

雄安新區設立之前，3個縣城的城區范圍已經實現了管道燃氣供應，部分農村和鄉鎮因“煤改氣”政策也已鋪設了燃氣管道。根據新區規劃，避開城區，優先在三縣城區中間區域（多為鄉村和農田）進行開發建設。燃氣方面，將敷設新的燃氣管網，結合雄安新區的功能定位和發展理念，雄安新區將像一張白紙一樣，是“智慧燃氣”、“智慧管網”的絕佳試點。

目前雄安新區已招標的燃氣工程建設項目有2個片區和2條干線，燃氣管網長度共約180km。根據雄安新區政策要求，燃氣項目工程建設將推行應用BIM（建筑信息模型）技術，實現工程建設項目全生命周期管理。根據中標公示，北京燃氣將聯合中石油昆侖燃氣為雄安新區燃氣項目的工程建設和運營提供管理服務。雄安新區燃氣干線管網通過門站、調壓站中配置的智能設備設施實現壓力監測、壓差監測、流量監測、泄漏監測、沉降監測、應力監測等，并且具備遠程調節與調度的功能。片區內燃氣管網借助調壓站箱、閘井閥室等配備的設備設施實現電子標識定位、陰極保護檢測、遠程監控等功能。綜合管廊方面，雄安新區主推燃氣管線入廊，并設立獨立燃氣艙。管廊分段閥室和支線閥室內能實現泄漏監測和遠程關閉功能。用戶燃氣表方面，配備智能超聲遠傳燃氣表，發生異常情況，如燃氣泄漏、用量突增、不完全燃燒、發生地震等，燃氣表實現自動切斷功能。

3建議

雄安新區是對智慧城市的探索，智慧管網是智慧城市必然的選擇。基于對國內外燃氣智慧管網發展現狀和雄安新區燃氣項目工程實際，對雄安新區燃氣智慧管網的建設和應用提出以下建議。

（1）雄安新區是燃氣智慧管網建設和應用的一個千載難逢的機會，規劃和建設好燃氣智慧管網將對智慧管網的發展，甚至對整個燃氣行業的發展都具有重要意義。

（2）燃氣管網數字化、智能化發展是必然趨勢，在提升新理念的同時，需要加強對數字化、智能化技術和理論基礎的提升。

（3）在科學技術飛速發展的今天，燃氣智慧管網的建設急需具有燃氣專業知識和數字化、智能化技術的復合型人才。

（4）在智慧管網的初步建設階段，不可過分依賴數字化和智能化，燃氣安全運營和應急保障仍然是燃氣企業重點關注的內容，重應用、重效果的前提是要做到重安全。

（5）建議數據標準和建設標準要優先制定并統一，以更好實現燃氣管網建設階段和后期運營階段的各項數據管理的完整性以及各個系統對接互聯的可行性。

參考文獻

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作者簡介

陳志偉（1989-），男，河南商丘人，學歷：工學碩士，職稱：工程師;現就職單位：北京市燃氣集團有限責任公司，研究方向：城鎮燃氣生產運營管理。