物聯網RFID技術在燃氣安全生產領域的運用研究

李泓甫

重慶燃氣集團物資分公司 重慶 400037

引言

物聯網RFID技術是目前較為先進的一項智能化技術，通過智能化識別及監控管理，可顯著提高燃氣企業的安全管理效率。物聯網RFID技術也與互聯網進行連接，促進燃氣企業形成一個集管理與服務于一體的網絡平臺，該平臺功能較為全面，綜合運行效果良好，并且應用優勢也在持續開發，可有效保障燃氣的安全使用，此外，也可加強管道等基礎設施的保護，推動燃氣事業持續發展。

1 物聯網RFID技術

物聯網是以互聯網為基礎，利用無線數據通信技術、射頻自動識別技術等，實時采集各種信息，通過各類網絡接入，實現普通物理對象的互聯互通。燃氣物聯網組成包括激光掃描器、全球定位系統、紅外感應器等各種信息傳感設備，并按約定的協議，將物品與互聯網進行連接，進而實現信息智能化識別、跟蹤及定位。物聯網技術的應用主要包括兩部分內容，第一部分是通過RFID技術對物品或物體進行智能化識別，第二部分是利用傳感器技術，對實際物體進行監控與管理。

2 物聯網RFID技術在燃氣安全領域的應用

2.1 RFID技術在安檢管理中的應用

RFID技術在安檢管理中應用的基本原理是將RFID標簽貼在燃氣表上，然后結合RFID標簽與客戶基本信息對應起來，在安檢過程中可以通過具有GPS定位、RFID掃描等功能的無線上網手持儀，掃描RFID標簽，并獲取相關信息例行巡檢計劃。巡檢員通過手持設備，可以通過掃描RFID標簽進行識別，并可從相關的服務器中獲取客戶關聯的信息以及過往巡檢記錄，若通過手持設備發現信息反饋異常，需要輸入隱患類型及相關信息，利用掃描儀的拍照功能記錄問題，將照片信息及巡檢報告統一傳送上報，等待故障解決。

在巡檢過程中采用RFID技術具有下述幾個突出優勢：第一，巡檢人員需要親臨現場，進而有效防止虛假巡檢報告形成；第二，利用手持掃描儀，可精準對其定位，同時也可將其運動軌跡進行回放，以便燃氣企業相關部門可以切實了解巡檢員工作情況，因此也提高了對巡檢員的管理精度；第三，巡檢任務可單獨下載，并通過巡檢系統對已巡檢的用戶進行標記，系統會自動識別巡檢任務完成情況；第四，當觸發巡檢問題反饋機制，會立即啟動維修搶險程序。

2.2 RFID技術在鋼瓶中的應用

對于開展鋼瓶銷售液化石油氣的企業，使用RFID技術可以通過在其表面安裝RFID芯片，并在其內部設置限充控制裝置的智能角閥，工作人員在對鋼瓶管理的過程中，需要具有物聯網管理系統、電子灌裝秤、移動配送手持機、智能角閥充氣槍等其他硬件系統等，進而組成以物聯網技術為基礎的充氣系統，鋼瓶智能化管理詳細內容如下：第一，基于RFID技術，可以自動識別鋼瓶RFID標識，并在管理系統中獲取客戶相關信息，以便工作人員了解鋼瓶詳細情況。第二，RFID技術可以識別鋼瓶是否安檢以及安檢過往記錄。第三，因安裝的智能角閥可以識別本公司對應的充氣設備，若不是本單位的充氣設備，則相對應的閥門便不會開啟。第四，RFID技術通過系統分析得出鋼瓶所需充氣量。第五，充氣設備由系統統一控制，并通過網絡連接，可以將每次的充氣數據匯入燃氣企業的數據庫。第六，可有效杜絕交叉充氣：每個燃氣企業均有對應的RFID標識，進一步保證充氣安全。第七，若鋼瓶遺失在外，其他燃氣企業無法對鋼瓶進行識別，所以有效杜絕鋼瓶流失。第八，當客戶建立合作后，因鋼瓶不可通過其他企業進行充氣，所以有效杜絕客戶資源的流失。第九，因每次充氣都會詳細記錄，若想要向外界倒氣，燃氣企業會通過過往數據識別出數據異常，進而杜絕非法倒氣。第十，利用RFID技術識別RFID標簽時，發現鋼瓶不具有安檢記錄或安檢不合格，會拒絕充氣。第十一，利用RFID技術及智能角閥可對鋼瓶使用的全過程進行追蹤，并實時掌握鋼瓶使用情況及配送信息等。

3 基于傳感器技術應用

3.1 智能燃氣表

智能燃氣表已按入千家萬戶，并且在表內裝有可燃氣體檢測、傾斜檢測、壓力檢測、地震探測功能等；當有異常情況發生時，智能燃氣表會關系內置閥門，并向燃氣系統進行反饋警告信息。燃氣企業根據警告信息會自動關閉相關燃氣閥門，并向相關部門發送維修搶險指令，有效避免燃氣泄漏的風險。智能燃氣表中的壓力傳感器可以精準的探測燃氣壓力，當出現壓力過低或過高的現象時，會通過無線網絡向燃氣中心發送報警信息。傾斜傳感器可以探測地表情況，若出現外力作用導致智能燃氣表發生傾斜，傾斜傳感器會快速識別異常情況，而后也利用無線網絡將異常情況傳送至燃氣系統，并對此現象緊張預警。外接泄露傳感器可以檢測到戶內燃氣泄漏情況，同樣在發生異常情況后，會利用智能燃氣表的傳送功能向單位進行反饋。地震傳感器檢測到異常情況后，會在第一時間切斷燃氣智能閥門，避免燃氣泄漏，進而保證室內安全。

3.2 閥井監控

閥井是重要的燃氣設施，在應用傳感器相關技術之前，燃氣企業無法實時了解閥井內的井蓋狀態、管道壓力、燃氣泄漏、開關位置等信息，雖然燃氣企業常會派巡檢員定期對燃氣設備進行巡檢，但仍會出現各種疏忽，導致檢查不到位，沒有了解詳細情況[1]。但在定期檢查過程中，存在空窗期，若在此階段出現故障及異?，F象，搶險不及時則會誘發安全事故發生。通過采用RFID技術對閥門情況進行實時監測，并且當閥門出現異常情況時，會通過RFID技術將異常數據傳輸至管理系統中，顯著降低安全事故的發生率，對于燃氣企業的政策運營有著重要作用與意義。

對閥井進行實時監控時，主要利用壓力變送器、燃氣濃度探測器、井蓋位置傳感器、閥門回訊器等設備實現實時監控，其中閥門回訊器會將信息反饋至RTU（遠程終端單元），RTU會通過無線網絡將收集的信息或數據傳送至燃氣企業相關管理部門，然后通過預警信息準確定位，并向位置地點的用戶發送短信或聲光報警信息，以做警示。

3.3 密閉空間監控

密閉空間監控采用光纖維感應方式對其空間內的甲烷濃度進行檢測，感應信號會通過光纖維傳輸至監控室中央單元CCU中，并被識別與監測，同時通過計算機可以清晰地顯示監控室實際情況，并將監測的報警系統接入物聯網中，保證報警信息可以得到及時解決，因此也達到燃氣泄漏預警的目的。近些年，密閉空間監測方案也采用了光纖維作為探頭組成部分以及信息傳送的載體，促使所有的傳世介質全部光纖化、本質安全化。隨著時代的快速發展，光纖的應用也逐漸廣泛且完善，幫助燃氣企業開展開發新的系統具有重要的輔助作用，與此同時，目前燃氣企業中的一套光線闖關系統可以支持300個監測點數，監測距離可達20km。

3.4 防止管道被第三方破壞

燃氣企業在發展的過程中，管道管理一直是一項重點工作，在避免第三方對管道造成破壞的管理過程中投入了大量的人力及物力，但仍會發生管道破壞的現象，避免這一現象發生，燃氣企業也在積極更新管理技術，保證管道可以得到充分保護?；诖吮尘?，需要燃氣企業與第三方施工人員建立有效溝通，并在燃氣管道附近設置報警標識及措施，以作警示[2]。同時，燃氣企業還要設置具有預見性的裝置，可以及時將突發情況發送至物聯網系統中，當第三方施工時可以預先通知，讓其避開管道施工，避免對管道造成傷害。

光纖維就是一種應用較為廣泛的信息傳播介質，該介質具有耐高溫及高壓、沒有電離輻射、維護方便、監控距離長、靈敏度高等優勢，也是傳感器傳輸介質最佳選擇，與此同時，光纖維造價與其他材料相比造價低、性能穩、可靠性高。另外，光纖振動報警器采用光學干涉原理，結合監測環境應力對光纖造成的影響，分析干擾信息，準確定位，迅速報警，這對監測管道具有獨特的應用優勢。因此在第三方施工過程中，可以通過光纖維感知震動頻率，在信息傳輸過程中，首先會將振動信號傳輸至監控主機中，主機確認振動信息具有破壞力時，需要向物聯網系統進行反饋預警信息，明確管道位置，再利用互聯網系統聯系作業單位明確管道位置，避免損傷管道。

4 信息化集成監管系統在燃氣安全領域的應用

車載CNG是燃氣管理中的一個重點管理對象，首先需要對天然氣進行施壓，并將其儲存至相匹配的容器中，若容器出現不達標或超期使用現象，易引發爆炸，所以需要對車載CNG進行嚴格管理[3]。CNG信息化集成系統是物聯網RFID技術、網絡傳輸技術、計算機技術、云計算技術、大數據處理技術等技術的綜合集成應用，并利用監控系統對車載CNG的整個生命周期進行全程監督，在監控系統中之所以可以高效的對其進行全面監控，主要在于該系統屬于分類管理模式，當調查車載CNG時，可以快速進行監控系統，并準確跟蹤及定位CNG汽車基本信息及使用情況，同時也會為CNG汽車形成一個電子身份證，有效杜絕套牌車輛等違法行為的出現。

依托于物聯網RFID技術構建集成監管系統，可以通過識別每個車輛對應的RFID標識，識別車輛CNG氣瓶的使用情況，并且也可以對CNG氣瓶移動、充裝、檢驗等工作實施動態化監督，進一步確保每一個CNG氣瓶使用安全得到保障。紅外掃描技術及感應設備的聯合可以對CNG氣瓶整個生命周期進行監督，目前檢驗機構及加氣站等單位都被納入集成管理體系中，進而加強全面化燃氣安全管理。利用相應的手持設備掃描CNG氣瓶時，會自動顯示氣瓶使用壽命、充裝情況、檢驗情況等，監測系統會結合安全使用標準，對氣瓶的使用情況進行評估，并向物聯網系統發送，檢驗人員等待檢測結果，當接收比對結果后，需要對氣瓶做出回收、銷毀等相應處理，保證氣瓶的安全使用。

5 物聯網定位技術在燃氣安全領域的應用

物聯網技術在燃氣安全生產領域中，還具有精準定位優勢，因我國燃氣管道持續增長的過程中，每一段管道都存在安全風險，所以精準定位故障發生位置，可以顯著提高安全管理效率，并可以充分保障燃氣資源的合理利用。物聯網精準定位主要利用蜂窩基站、GPS、RFID定位技術等為燃氣單位提供定位服務，并為燃氣公司的搶修、維護以及日常管理可以提供更為精準的位置信息，避免浪費過多的人力及物力資源，此外，也推動燃氣企業實現智能化與信息化管理。在進行精準定位的過程中，我國北斗定位系統得到廣泛應用，結合燃氣行業特性，將北斗應用優勢發揮至各個監管環節中，全面監控管線防腐情況、管線泄漏情況、管線完整性、管線應急搶修情況等，巡檢人員可以通過藍牙等設備連接北斗精準定位，快速檢查問題出現的原因以及解決措施，進而提高巡檢管線的到位率，有助于巡檢員工作的監督與管理，也為城市燃氣的發展奠定良好基礎，而且北斗精準定位的服務對于智能化燃氣管理工作具有十分寬闊的應用前景，值得持續深入探究與分析。

6 結束語

綜上所述，物聯網RFID技術在燃氣安全生產領域中已得到廣泛應用，并且在現代技術持續發展的背景下，很多先進的安全監管技術、定位技術均應用在燃氣安全監管的工作中，進一步完善物聯網系統的智能化、信息化的管理內容，促使監測系統可以及時監測到管道異常情況，并針對各種異常情況，精準定位，并快速搶修，確保燃氣資源得到充分的安全管理。