淺談GIS系統在燃氣管網中的應用

夏梓苡

隨著克拉瑪依市燃氣入戶工程穩步推進，燃氣管網的巡檢與維護的工作量越來越大，這就對燃氣管網的管理提出了更高的要求，原有的人工（徒步、車輛）巡檢模式以及依靠巡線員記憶經驗辨識管網走向、人工巡視與紙質記錄數據結合的巡檢方式已不能適應當前燃氣管網運行管理需要，隨著科學技術的快速發展，取而代之的是智能巡檢系統。本文探討了傳統線路巡檢方式與基于GIS的線路巡檢方式，詳細介紹了基于GIS的線路巡檢系統功能以及在克拉瑪依市燃氣公司中的應用情況。

燃氣管線基本分布在人口商鋪、工廠、小區等人員密集的區域，天然氣具有易燃易爆等特點，埋于地下的管線具有隱蔽性，在社會安全方面存在潛在的危險，一旦出現故障，可能會造成嚴重的人員傷亡和財產損失，如近期頻繁發生的武漢、沈陽等地的燃氣爆炸事故，對人民生命和財產的重大損失，因此，強化燃氣管網的巡檢，及時消除各種隱患，避免管道事故的發生成為燃氣公司安全管理的重中之重。

一、GIS系統的特點

GIS是地理信息系統（Geographic Information System，簡稱GIS）是一種先進的計算機軟件技術，它是結合地理學、地圖學以及遙感和計算機科學，用以輸入、編輯、分析、儲存及顯示空間及其屬性的地理資料系統，能夠為企業提供強大的信息支持與服務。GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進行分析和處理。GIS 技術把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。隨著我國科學技術的快速發展，GIS技術已經在各個行業得到了廣泛的運用。地理信息系統與其他信息系統的主要區別在于其存儲和處理的信息是經過地理編碼的，地理位置及與該位置有關的屬性成為信息檢索的重要部分。GIS系統在燃氣行業的應用增加了保障管網安全運營的新途徑。

二、當前管線巡檢方式對比

1.傳統線路巡檢方式

目前主要采用步巡+車巡的方式，步巡主要巡檢車輛不易進入的小區、市場等地，車巡主要巡查主管網街道等可以快速同行的地方。燃氣管網以往使用人工方式管理，采用人工巡視、手工記錄等方式，比如采用圖紙、圖表等形式記錄保存，工作效率低，且實現不了信息化管理，不利于后期查詢。另外，由于巡檢人員素質參差不齊、責任心不強，經常會出現空班漏檢現象。巡查人員及巡邏路線、時間、頻率、密度缺乏科學有效的監督制約，巡查情況不易掌握，巡檢人員不能及時有效反映管道周邊隱患。巡查數據不能及時反饋給本單位及生產調度室，在發現異常情況時不能實時的將現場情況進行全面的反饋，數據也無法得到及時共享。

2.GIS的線路巡檢方式

充分利用現有的GIS系統等信息手段開展巡檢工作，GIS的燃氣管線管理系統以管道為對象，運用現代管理理念，采用網絡技術、地理信息技術和計算機等技術，對天然氣管線及其附屬設施和其全域范圍內的地理環境等信息資源進行一體化的采集、存儲、管理與分析，開發管線智能巡檢信息系統，為燃氣管道管理、運行、巡檢等提供有力的支持。GIS依其強大的空間管理和分析功能，為管道完整性管理提供科學依據，極大地促進了管道完整性管理，同時也可為不同層次的燃氣設備設施管理和服務人員提供提升業務技能和管理水平的有效手段，適應新形勢，并使企業獲取更好的社會和經濟效益。

三、GIS系統實現的功能及應用

1.實時監控

（1）管網信息統計，包括管網實時總里程，進行特定管段長度測量，在開展工作前通過系統充分掌握相關重點信息。

（2）管線運行信息管理：在實時監控模塊中可以顯示主線、直線管徑及材質，關鍵節點壓力溫度等全局性信息數據，由此可以了解到公司的基本運營情況。目前均以軟件自動采集更新方式錄入信息，可以做到實時顯示。

（3）巡檢定位：巡檢人員路線定位是通過每位巡檢人員在巡線過程中攜帶裝有智能采集軟件的手機向服務器上傳位置信息所產生的。同時，服務器將儲存每天的巡檢路線、時間點可供后期查看，并以此作為與外部單位或個人出現糾紛后的工作依據。

（4）實時數據及預警監控：實時數據模塊將各節點壓力流量監控系統（SCADA），通過數據接口接入GIS系統，可在系統內實時讀取SCADA數據，方便對工業公建用戶運行情況的監管。同時為加強對工業用戶安全用氣的監管，功能延伸開發中根據用戶設備安全壓力限值等數據，在系統中設定了報警提示，一旦壓力超標或發生其他異常情況將通過系統內報警方式提示相關人員進行排查。

（5）爆管分析。當管網某個位置發生泄露時，對相應的管段進行選中，則可迅速判斷需啟閉具體的控制閥門。

2.維護管理

維護管理的數據可通過兩種途徑生成，一是天然氣巡線檢測中心、生產調度科根據安全生產需求或季節性檢查要求，指派人員執行維護工作，根據工作需要，利用采集終端進行管線錄入，由執行人完成后將最終結果拍照并描述完成情況。二是巡線人員發現管網異常情況后，通過“上報—隱患—處理”流程進行維護管理。

3.設備管理

設備管理方面針對城市燃氣管網管段、管件、閥井、閥門及調壓裝置等對象展開，設置了不同標注方式，對各類管網設備進行屬性數據采集錄入，包括設備定位坐標、設備編號、設備材質、設備相關類別、設備規格等，相關管理人員可根據提示信息，掌握關鍵設備的維護保養周期。同時可以實行分圖層顯示，突出某項重點信息，一目了然，便于分析決策。

三、燃氣管網GIS巡檢系統的應用

在燃氣管網上采用GIS巡檢系統，大大提高了工作效率，使原來管道巡檢數據無法有效采集、管道巡檢工作無法有效實時監控得到解決，使傳統的工作方式得到了質的提升和改變，保障燃氣管道系統的高效率、低故障率的安全運行，并能有效解決城市燃氣管網管理過程中所面臨的問題，為天然氣管道管理、運行、檢測、檢修和決策提供有力的支持，并使數據和信息得到及時、準確、動態地更新，減少了人工作業，提高了企業的運營效率和管理創新能力。基于GIS的燃氣管線巡檢系統的應用為不同層次的燃氣設備設施管理和服務人員提供提升業務技能和管理水平的有效手段，提高管理的信息化和規范化，提高線路巡檢效率，最大程度的節約人力、物力資源，適應新形勢，并使公司獲取更好的社會和經濟效益。

四、結束語

基于GIS技術的管道巡檢管理系統，可實現管道完整性、精細化管理，有力監督管道巡檢計劃落實情況，清晰記錄巡檢過程的線路軌跡、管線的異常情況，以GIS技術為基礎的燃氣管網地理信息系統從根本上將燃氣公司管網管理工作的復雜化轉變成簡單化的操作，在很大程度上提高了燃氣公司的安全生產和運營效率，同時提升了應對突發事件的處理能力和響應速度。而GIS系統的建設是一個長期的過程，只有在使用的過程中對系統不斷進行完善、對燃氣管網數據及時更新才能更好地實現GIS技術在燃氣行業中的價值。