信息化技術在城鎮燃氣本質安全管理中的應用

［摘 要］本文通過對城鎮燃氣安全管理中的人、物、環境、系統、管理等要素進行梳理，從本質安全的角度闡述了運用信息化技術對城鎮燃氣工程、場站、管線、用戶、生產運行、作業、隱患整治、應急管理等業務流程進行數字化管理，將建、輸、配、用、管五個環節有機結合，從本體安全到人員、管理，運用信息化手段實現安全運行，從而實現傳統被動化解風險向主動預防風險的轉變，探索出一條可知、可防、可控的城鎮燃氣業務安全運營管理路徑。

［關鍵詞］城鎮燃氣；本質安全；信息化；安全管理

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2024.13.028

［中圖分類號］F272 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673-0194（2024）13-0092-04

0" " "引 言

據公開數據，目前全國用氣人口已經超過6.67億人，城鎮燃氣的使用普及率已經達到97.87%。隨著近年來城市化進程的加快，管道天然氣在我國城市的覆蓋面越來越廣，普及應用范圍不斷增加，我國天然氣用量也逐年遞增，天然氣工程涉及居民的生活質量的提升以及安全使用[1]。

城鎮燃氣行業處于能源需求的最末端，直接面對各類終端用戶，服務千家萬戶。近年來，燃氣重特大事故頻發。面對數以萬計的用戶、數百千米燃氣管道，點多、面廣、風險散是城鎮燃氣行業的現狀。應用信息化手段打造智慧燃氣管理平臺，從設備設施、人員、系統、管理各參與主體入手，變被動為主動，建立雙重預防機制，實現本質安全管理。

1" " "本質安全管理理念在城鎮燃氣安全管理中的應用

本質安全是指通過設計等手段使生產設備或生產系統本身具有安全性，通過追求企業生產流程中人、物、系統、管理等諸要素的安全可靠、和諧統一，使各種危害因素始終處于受控制狀態，進而逐步趨近本質型、恒久型安全目標。

城鎮燃氣行業本質安全關系到整個燃氣輸配及用戶端，涉及工程建設、場站、管網、用戶端，以及日常管理，需各個環節參與者共同努力，只有做到工程質量安全、場站輸配設施設備完好有效、輸氣管網穩定運行、燃氣設施器具安全、管理科學制度化、操作流程化、隱患整治及時、用戶正確操作方能實現安全運行。

2" " "城鎮燃氣行業發展面臨的挑戰與壓力

2.1" "傳統的經營收益持續降低

隨著天然氣市場化改革的不斷推進，我國天然氣市場改革一直在朝著“管住中間、放開兩頭”的市場化目標前進，實現天然氣價格完全市場化，氣價倒掛問題導致經營企業虧損加劇。

2.2" "產業發展迅速

城鎮燃氣進入高速發展期，據統計，2021年天然氣產量已突破2000億立方米。據預測表明，到2040年城鎮天然氣用量復合增長率仍將保持5.2%的高速度，激增的用氣需求給燃氣的安全運營帶來更大的壓力。

2.3" "輸氣管網及設施老化

相關資料顯示，我國城鎮燃氣各類管道已建成12×104km[1]。當前，全國已經有近10萬千米管道出現不同程度的老化，再加上早期建設標準較低，日常維護、保養、更新不及時，一旦管控不力，極易形成安全風險。

2.4" "安全事故頻發

在燃氣使用帶來便利的同時，燃氣安全的風險日益凸顯。爆炸、泄漏等事故發生的原因主要是燃氣管道泄漏、管道腐蝕、施工第三方破壞、使用不當等。全國城鎮燃氣事故呈現逐年上升的趨勢，給人民生命財產造成重大損失，影響燃氣行業健康發展。

3" " "基于信息化的本質安全管理

通過對建設、場站、管網、用戶、管理端進行數字化，將建、輸、配、用、管五個環節有機結合，統一管理平臺，實現從傳統被動化解風險向主動預防風險的轉變，依托云計算、大數據、物聯網、GIS技術和移動應用等信息技術，構建以安全輸氣為核心的全業務場景的數字化、信息化管理體系，探索出一條可知、可防、可控的城鎮燃氣業務安全運營管理路徑。通過將城鎮燃氣業務場景劃分為若干風險安全防控點，按照各風險點安全管理重點進行主動式分區模塊化管理，綜合物聯監測、智慧分析、自主管理、應急處置、系統安全管理等主動安全手段，全面推動城鎮燃氣智能化發展，提升本質安全管理水平。

3.1" "數字化工程管理

通常各燃氣企業工程管理與生產運行分屬不同部門，工程項目（燃氣場站、設施及管網）建設完成，經竣工驗收后轉為固定資產并交由生產運行部門負責日常運行管理[2]。客戶工程建設完成后移交用戶運行管理。工程質量受管理人員技能影響大、施工環境復雜多變、工程管理流程及建設過程管理等方面存在精細管理難度大、竣工資料不能準確地反映工程建設信息、簽章不實、余料管理不到位、監管不到位、資料不完整、紙質竣工資料存檔后易掉色、模糊，且查閱不便等諸多問題[3-4]。對建設項目進行全鏈條、全過程的數字化記錄，含工程質量、進度、物料、安全等多個方面，實現工程全過程可視化管理，在保障施工安全的同時，有效提升隱蔽工程施工質量，降低后期運營風險，提高燃氣企業對工程建設的把控力度和安全管理水平。

3.2" "數字化場站及設備管理

場站安全以場站設備管理、作業管理、運行監控為主，通過SCADA系統、設備管理、儀器儀表管理、三維（數字化）場站、智能激光泄漏檢測裝置、智能視頻監控、紅外周界報警等信息化手段，改變了傳統通過人工巡檢模式，實現由儀器儀表等自動化數據采集分析平臺為主，人工為輔的場站管理模式，實現場站自外向內、由安防到設備運行全方位的本質安全管理。

3.2.1" "三維場站

通過工程模塊及三維建模，將手續資料、場站位置、場站布置、功能分區、建（構）筑物、設施設備、地下管線、管線控制設施進行三維建模，將場站建設、設備檔案、管線數據等均納入三維模型，融入SCADA系統、設備、儀表、視頻、檢漏等實時運行數據。

3.2.2" "SCADA系統

SCADA系統是工藝運行監控的核心系統，實現了對整個生產運行核心輸氣管道、設備、設施的集中監控，通過溫度、壓力、環境監測，實現對現場可執行機構的遠控及聯動，從而確保輸氣場站安全平穩輸氣。

3.2.3" "智能高清視頻監控系統

當下隨著視頻監控技術的發展，AI智能檢測能力的智能分析，能對監控畫面中的人、車、物進行識別，比如人臉檢測/識別、車輛檢測/識別、安全帽檢測、睡崗離崗檢測、區域入侵檢測、人體姿態檢測、人員計數、人員越線等檢測，同時基于云邊端一體化架構可接入智慧燃氣統一平臺，實現生產工藝與視頻監控的完美融合，給場站內外環境管理提供了極為便利的技術手段。

3.2.4" "無人化場站管理應用

采用機器替代部分人工檢查，機器人按周期進行巡檢，對現場儀表進行檢測、抓拍并識別，與傳感器數值進行自動比對分析。針對泄漏檢測，在傳統催化燃燒式可燃氣體檢測裝置基礎上，在場站安裝云臺激光氣體在線監測系統，實現24小時不間斷對可能發生泄漏的管道設備連接點進行逐一檢測，一旦發現達到預設量，立即在管理平臺進行彈窗預警。

3.2.5" "設備管理

對各類輸氣、輔助設備設施建立臺賬，按用途功能將其納入集中管理。依托基礎設備信息開展設備使用及維護檢修管理，對設備使用、設備維護、設備檢修、設備中小修、設備大修、檢驗檢定等管理步驟實施檢查與考核。通過定量、定時的流程化設備運行維保，保障設備、設施安全平穩運行。

3.3" "數字化管網監控及巡檢

依托工程階段建立完整、準確的管網數據基礎，實現管網巡檢、養護等業務的流程化、精細化閉環管理，建立燃氣管線的風險識別、隱患排查治理機制，保證管線側運營安全。為管網數據的準確性及完整性提供保障，實現管網巡檢、維修、養護、第三方施工監管業務的精細化管理，有效監管管網外業運維工作，提升管理效率，降低管網運行風險。

3.4" "數字化用戶終端

將工商戶用氣安全和民用戶用氣安全納入本質安全管理范疇，包括用戶用氣設施的本體安全、安全用氣宣傳教育、安全用氣意識、物聯網泄漏報警及切斷裝置、物聯網燃氣表、送排風裝置、規范入戶安檢等內容。采用物聯網技術，將用戶端用氣設施、環境、調壓、管網、計量、可燃氣體報警監測、防爆風機等自控設施、設備實時數據進行集中管理并上傳至數字化用戶管理模塊，結合用戶用氣習慣自適應建立安全用氣模型，對異常運行參數進行預警，實現用戶端安全用氣設備設施的自動化聯動。

3.4.1" "用戶用氣設施的本體安全

（1）用戶工程本體安全。將用戶端的施工過程同樣納入全過程管理，將工程過程進行數字化記錄存儲，作為后期用戶管理基礎信息資料。

（2）用戶用氣設施本體安全。通過在開戶前對用戶用氣設施查驗，包括：①燃氣具適配性（專用、熄火保護、有效期內等）；②使用不銹鋼連接軟管；③能有效啟閉的自閉閥、閥門；④用氣環境；⑤燃氣管道完整性。

3.4.2" "用戶端安全用氣宣傳教育及安全用氣意識

用戶端的安全用氣習慣及意識形成需要長期、廣泛地進行耳濡目染式教育，使全社會關注燃氣安全，全民熟知燃氣安全用氣常識。

3.4.3" "物聯網燃氣表、報警器及切斷閥的應用

在當下燃氣安全高壓態勢下，引導鼓勵居民用戶安裝燃氣監測報警器及切斷閥，改換物聯網燃氣表，實現用戶端日常行為分析、燃氣泄漏能及時報警并立即切斷、同步通風換氣，為實現用戶端燃氣監測管理平臺數據接入提供硬件基礎。

3.4.4" "規范入戶安檢

通過采用入戶安檢系統與營收系統的集成聯動，實現用戶數據共享，規范安檢人員按要求去落實每一項檢查項，用戶端隱患數據供營收系統調用，對存在隱患的用戶采取停售氣措施，從而實現用戶端消除隱患的閉環管理。

3.5" "數字化安全管理

數字化安全管理通過數據共享實現各個業務系統數據互聯互通、各個業務流程連接順暢。按照“三管三必須”的原則，將安全管理的相關要求和程序植入業務管理系統，集成各個業務系統的主要和關鍵數據，實現安全工作數字化、安全管理智慧化。

3.5.1" "安全運營檔案管理

實時填報、上傳項目實施過程中的安全環保、消防及職業衛生“三同時”等過程資料，建立臺賬及電子檔案，實現對建設項目“三同時”手續等的動態監管。建立安全管理資料及檔案歸檔規則，對安全管理過程的各種資料及檔案進行實時歸檔，方便查閱、利于保存。

3.5.2" "應急管理

（1）應急預案管理。實現風險辨識、應急資源調查、預案編制、審批、發布、備案全過程管理，實現備案到期提醒、修訂提示等預警功能，實現應急預案隨時隨地查閱及應急指揮輔助功能。

（2）應急演練全過程管理。實現應急演練方案編制、培訓學習、演練記錄、影像記錄及演練評估等全過程管理，便于遠程檢查和管控。

（3）應急物資動態管理。通過移動端App，實現應急物資采購申請、維護保養、調撥、報廢等全流程管理，實時掌握應急物資動態。

（4）流程化應急管理。以標準化流程實現應急事件“接警—處警—啟動應急—調度執行—終止應急”的全過程管理。

3.5.3" "隱患排查整治

全員通過安全監管平臺App可以隨時隨地上報隱患，一線崗位（如巡線、安檢等）人員通過巡線、安檢、工程、設備等系統上報隱患，系統對于所有上報的隱患按照職責權限完成“定級、指派、處理、驗收”等過程，實現安全隱患閉環管理，可大幅提高隱患整治效率。

3.5.4" "生產作業管理

生產作業包含帶氣接切管線、切改線、降壓、通氣、停氣、更換設備等。實施特殊作業在線編報、審批、準備和實施等關鍵環節，實現生產作業的全過程管理，為關鍵作業節點留痕，以實現生產作業的一體化、流程化。

3.5.5" "培訓教育

對全員學習培訓實施積分管理，建立燃氣行業法律法規、標準規范、設備維檢修、用戶安全檢查、工程施工、竣工驗收等各項必備知識庫，方便員工隨時隨地查閱，并建立題庫，員工參與模擬練習和考試，支持隨機組卷、人工組卷進行線上考試，支持在線補考、重考，建立員工培訓檔案。

4" " "結束語

在城鎮燃氣企業安全管理領域，通過建立集成化、信息化、智慧化綜合運營平臺，將工程建設、場站運行、管網、輸配管理、用戶管理、作業管理、應急管理等日常運營業務全數字化覆蓋，從物、人、管理的角度做到本質安全管理，同時結合移動互聯網、大數據、物聯網等技術手段實現信息化、智慧化安全運營管理，實現了從輸配到用氣各環節全過程監控，防患于未然。

主要參考文獻

［1］中國城市燃氣協會信息工作委員會，中國土木工程學會燃氣分會信息化專業學組.中國城鎮燃氣企業信息化指引（2021）［M］.北京：中國城市燃氣協會信息工作委員會，2021.

［2］劉欣.北京市燃氣管網安全管理研究［D］.北京：首都經濟貿易大學，2018.

［3］何穎. 物聯網智能燃氣系統在城鎮工程中的應用［J］. 化工設計通訊，2023，49（8）：127-129.

［4］陳永芳. 城鎮燃氣管理中物聯網技術的應用研究［J］. 網絡安全技術與應用，2022（12）：99-100.