在城市發(fā)展的過程中，人們對(duì)于燃?xì)獾男枨罅空诓粩嘣龃?，因此，必須要積極開展燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)，提高其安全性和可靠性。要采用先進(jìn)的智能化技術(shù)對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，獲取管道的運(yùn)行信息。智能化技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，在進(jìn)行城市燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)的過程中，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大。在電氣工程領(lǐng)域，多數(shù)應(yīng)用均離不開智能化技術(shù)的支持，同時(shí)，智能化技術(shù)會(huì)充分借鑒電氣工程中的先進(jìn)思維和技術(shù)，獲得更加深入的發(fā)展。將智能化技術(shù)應(yīng)用到燃?xì)夤芫W(wǎng)之中，可以發(fā)揮出多種信息傳感器設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，使燃?xì)夤芫W(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和智能化跟蹤與監(jiān)控。

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化的現(xiàn)狀

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷擴(kuò)大，城鎮(zhèn)規(guī)模的逐步龐大也讓城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理需求被進(jìn)一步擴(kuò)大。城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)作為市政管網(wǎng)的一大重要組成部分，其智能化進(jìn)程也將大幅度影響市民的生活。在目前的燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理中，由于燃?xì)庖兹家妆奶厥庑?，且?jīng)過多年以來的發(fā)展，城市地下燃?xì)夤芫€錯(cuò)綜復(fù)雜，管網(wǎng)規(guī)模龐大，對(duì)安全性的要求也越來越高。快速的發(fā)展下，泄露、爆炸等安全事故頻頻發(fā)生，部分城區(qū)由于道路到達(dá)使用年限需要不斷翻新，且人口愈加密集城市壓力持續(xù)增大，管網(wǎng)的不安全因素增多造成風(fēng)險(xiǎn)隨之提高，管網(wǎng)狀況已經(jīng)處于事故高發(fā)期。因此，智能化技術(shù)在監(jiān)控管理等多方面的全面應(yīng)用對(duì)于城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)而言刻不容緩，使得安全管理方式更趨于理想化，實(shí)現(xiàn)迅速預(yù)警并能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)燃?xì)獾母黝愶L(fēng)險(xiǎn)與安全隱患，以保證整體管網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)安全。

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的智能化發(fā)展，使得燃?xì)夤芫W(wǎng)的管理更接近精細(xì)化發(fā)展，智能化已經(jīng)成為未來燃?xì)夤芫W(wǎng)的發(fā)展方向，利用先進(jìn)的信息化手段對(duì)設(shè)施進(jìn)行改進(jìn)，保障燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運(yùn)營(yíng)和精準(zhǔn)控制，節(jié)約人力。在很多城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化已具備一定規(guī)模，不少企業(yè)都建立了燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化信息系統(tǒng)，例如GIS和SCADA系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)運(yùn)行中的大量問題，大幅度減少了人力成本。在管網(wǎng)定位方面，部分企業(yè)將北斗技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)實(shí)際當(dāng)中，對(duì)提高定位精度提供了有力支撐。

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化體系及其必要性

在進(jìn)行燃?xì)夤芫W(wǎng)管理時(shí)，應(yīng)用先進(jìn)的智能化技術(shù)可以構(gòu)建更加完善的燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化運(yùn)行體系。在燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化體系中主要包括多種數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，而這一體系離不開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持。隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)于燃?xì)獾男枨罅坎粩嘣鲩L(zhǎng)，在我國(guó)大部分地區(qū)城市燃?xì)夤艿缿?yīng)用率很高，而且具有較高的自動(dòng)化運(yùn)行水平，這些燃?xì)夤艿肋€有環(huán)保、節(jié)省空間的優(yōu)勢(shì)。不過，由于燃?xì)夤艿涝谶\(yùn)行的過程中會(huì)耗費(fèi)大量的燃?xì)夂洼p油，如果處置方式不合理，就可能會(huì)出現(xiàn)燃燒和爆炸等嚴(yán)重的事故。

我國(guó)對(duì)于燃?xì)赓Y源的開發(fā)正在不斷完善，越來越多的用戶開始充分應(yīng)用燃?xì)赓Y源滿足日常生活需求。在設(shè)計(jì)過程中，要高度重視燃?xì)夤艿牢恢玫脑O(shè)置，因其直接關(guān)系到建筑主體的安全性。可以合理進(jìn)行空調(diào)機(jī)房、換熱站和備用庫(kù)房的布置，這樣就可以降低安全事故發(fā)生的可能性。最好可以將其設(shè)置在空曠的場(chǎng)地之中，遠(yuǎn)離人群密集的場(chǎng)所，不要設(shè)置在民用建筑和主要通道兩側(cè)等位置。隨著城市燃?xì)夤芫W(wǎng)陸續(xù)投入使用，其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息日益增大，工作人員往往不能對(duì)其進(jìn)行有效的分析和處理。在這種情況下，先進(jìn)的智能化技術(shù)就顯現(xiàn)出其必要性，通過完善城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的功能，確保信息得到高效處理[3]。

對(duì)比傳統(tǒng)燃?xì)夤芫W(wǎng)和智能化燃?xì)夤芫W(wǎng)的使用管理效果，傳統(tǒng)燃?xì)夤芫W(wǎng)的數(shù)據(jù)資料通常以檔案或圖紙形式儲(chǔ)存，更耗費(fèi)人力且管理效率較低，且常因運(yùn)行的不到位導(dǎo)致各種突發(fā)情況的發(fā)生。但對(duì)于智能化燃?xì)夤芫W(wǎng)而言，以上問題均大幅度得到改善，電子化的存儲(chǔ)方式和信息平臺(tái)的綜合管理高效且節(jié)省人力，全天實(shí)時(shí)監(jiān)控和管網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)上傳可以控制和預(yù)防管道事故的發(fā)生，通過完整性管理經(jīng)濟(jì)合理地保證管道安全運(yùn)行。因此也凸顯出燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化的必要性，在燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)和創(chuàng)新等方面，應(yīng)加大相應(yīng)的技術(shù)投入，進(jìn)行智能化改造并應(yīng)用于管理運(yùn)行，以提升城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的整體質(zhì)量。

信息化技術(shù)在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中的應(yīng)用

目前已有信息化技術(shù)應(yīng)用于燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化中，形成了信息系統(tǒng)。例如上文提到過的GIS系統(tǒng)和SCADA系統(tǒng)。

GIS（Geographic Information System）系統(tǒng)，又稱之為地理信息系統(tǒng)，作為一種新型數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其可以確保數(shù)據(jù)得到有效的管理和調(diào)配。地理信息系統(tǒng)離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算功能實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的信息處理。在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中主要包括分配燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)，其與傳統(tǒng)的燃?xì)夥峙渚W(wǎng)相比不僅更加靈活，而且可操作性比較強(qiáng)、具有很強(qiáng)的實(shí)用性，城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)中包含自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)與技術(shù)，主要用于自動(dòng)調(diào)配燃?xì)赓Y源，可對(duì)燃?xì)廨斔驮O(shè)備進(jìn)行有效的控制[4]。

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為中樞、通訊技術(shù)為神經(jīng)、RTU（遠(yuǎn)程終端）和傳感器為行動(dòng)、感知的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，可通過終端數(shù)據(jù)采集，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。

1）數(shù)據(jù)采集和編輯

由于數(shù)據(jù)的來源比較復(fù)雜，且易受到多種因素的干擾，因此，需要確保系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中各項(xiàng)數(shù)據(jù)安全可靠。在如今的信息化時(shí)代，數(shù)據(jù)采集技術(shù)的迅速發(fā)展可以有效降低現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集中存在的風(fēng)險(xiǎn)，提供更加準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，保證管理層和執(zhí)行層之間得到有效溝通，加大協(xié)同力度。應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和編輯技術(shù)可以保證現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與管理效率得到有效提升。

2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理主要是為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)建立動(dòng)態(tài)連接的關(guān)系，確保信息得到有效的調(diào)配和使用。在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)據(jù)采集技術(shù)可使得數(shù)據(jù)得到實(shí)時(shí)采集，為決策提供有效的參考依據(jù)。開展物體數(shù)據(jù)采集工作時(shí)，要充分利用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，確保信息傳輸方式得到更新和優(yōu)化，并對(duì)采集物體模型進(jìn)行優(yōu)化，還可以及時(shí)修改圖紙中不合理的內(nèi)容，發(fā)揮出繪制功能的優(yōu)勢(shì)。采用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)可確保相關(guān)人員了解到重點(diǎn)部位情況，有助于優(yōu)化工作方式，提高工作效率。

城市燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化體系的規(guī)劃與要點(diǎn)

在進(jìn)行城市燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化體系的規(guī)劃時(shí)，要遵循以下原則。

1）保證燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全性

將燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)與建筑安全要求緊密結(jié)合，全面保障燃?xì)庀到y(tǒng)的安全性，這樣才能避免出現(xiàn)安全隱患。在進(jìn)行智能化控制系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)時(shí)，要確保供電穩(wěn)定，構(gòu)建不間斷供電電源，確保系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。即使出現(xiàn)斷電，系統(tǒng)也可以繼續(xù)運(yùn)行，這一功能可以由集成UPS電源實(shí)現(xiàn)。在不同場(chǎng)站的智能化控制系統(tǒng)中單獨(dú)配置UPS 供電設(shè)施與儲(chǔ)電設(shè)備。要采取有效的編程設(shè)計(jì)，明確安全管理措施，最好可以設(shè)置一套完整的應(yīng)急程序，比如針對(duì)斷電、黑客與病毒入侵等情況進(jìn)行預(yù)警，確保系統(tǒng)在意外情況下可以順利啟動(dòng)，保證系統(tǒng)安全。

在近年國(guó)內(nèi)燃?xì)獗ㄊ鹿是闆r的分析報(bào)告中可以發(fā)現(xiàn)，由于不明原因引起的爆炸次數(shù)遠(yuǎn)高于其他原因，而由此也顯示出燃?xì)夤芫W(wǎng)監(jiān)控的缺失。對(duì)此可以采用完整性管理對(duì)管道運(yùn)營(yíng)中面臨的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)，并不斷采取針對(duì)性的風(fēng)險(xiǎn)減緩措施，將風(fēng)險(xiǎn)控制在合理、可接受的范圍內(nèi)，最終達(dá)到持續(xù)改進(jìn)、預(yù)防和減少管道事故發(fā)生以保證燃?xì)夤芫W(wǎng)安全的目的。這就需要首先進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)和評(píng)估從而控制風(fēng)險(xiǎn)，例如辨識(shí)儲(chǔ)存介質(zhì)危險(xiǎn)有害因素、燃?xì)鈨?chǔ)運(yùn)工藝及管道設(shè)備設(shè)施和人力、安全管理危險(xiǎn)有害因素或是環(huán)境危險(xiǎn)有害因素等。而利用智能技術(shù)可對(duì)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，有針對(duì)性地展開重點(diǎn)控制從而達(dá)到消除風(fēng)險(xiǎn)的效果。

2）技術(shù)選擇與系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性

在設(shè)計(jì)和建設(shè)智能化系統(tǒng)時(shí)，要選擇實(shí)用性較強(qiáng)的技術(shù)，確保技術(shù)擁有一定的先進(jìn)程度。要確定其通過嚴(yán)格的檢驗(yàn)，具有完善、成熟的技術(shù)體系，這樣才能保證后續(xù)維護(hù)升級(jí)工作順利開展。在進(jìn)行系統(tǒng)操作界面設(shè)計(jì)時(shí)，要融入以人為本的理念，保證功能更加人性化，便于操作。進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，將其與我國(guó)信息管理系統(tǒng)主流管理操作模式相結(jié)合會(huì)有助于系統(tǒng)的推廣。進(jìn)行系統(tǒng)配置時(shí)，要考慮到升級(jí)和擴(kuò)容問題，這樣才能確保其擁有更加完善的功能。選擇與系統(tǒng)相關(guān)的構(gòu)件和設(shè)備時(shí)，要考慮到設(shè)備的性能和維修的便捷性。在進(jìn)行系統(tǒng)軟件和硬件開發(fā)時(shí)，要重視程序源代碼的開放性與可拓展性并保證其有良好的兼容性，避免出現(xiàn)系統(tǒng)接口和驅(qū)動(dòng)過于復(fù)雜，確保系統(tǒng)與第三方通訊之間的銜接更加順暢，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，便于更好地維護(hù)通訊系統(tǒng)。

除此之外還需要考慮到資金投入與后續(xù)維護(hù)工作。在保證系統(tǒng)功能完善的同時(shí)，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)順利升級(jí)，在確保系統(tǒng)安全的前提下，避免投入較多的資金，降低投入成本，還要合理對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，減少不必要的開支，確保后續(xù)維護(hù)工作有強(qiáng)大的資金支持。

3）數(shù)據(jù)采集

在進(jìn)行智能化城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保信息和數(shù)據(jù)得到實(shí)時(shí)采集。如果信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集功能不夠完善，就不能保證系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)揮出自動(dòng)化控制的功能。在進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集時(shí)，通常需要合理布置智能化燃?xì)夤芫W(wǎng)的信息監(jiān)測(cè)點(diǎn)，確保其得到有效的分布，要按照關(guān)鍵控制點(diǎn)的監(jiān)測(cè)工作性質(zhì)對(duì)數(shù)據(jù)采集的模式和方法進(jìn)行設(shè)置。要重視參數(shù)設(shè)計(jì)，對(duì)關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行不間斷視頻監(jiān)測(cè)；對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)位置的溫度、濕度和流量等參數(shù)進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè)；設(shè)置完善測(cè)量裝置和設(shè)備。對(duì)于特定關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，還要確?？扇?xì)怏w濃度和震動(dòng)指標(biāo)得到相應(yīng)的探測(cè)和檢測(cè)。在保證所有的監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置完畢后，還要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，避免裝置受到水的影響，提高各裝置的防雷和防盜效果。對(duì)于使用天然氣的用戶進(jìn)行入戶安檢管理，確保用戶燃?xì)鈹?shù)據(jù)資料信息得到自動(dòng)記錄；加強(qiáng)對(duì)事故的識(shí)別，做好巡檢工作，對(duì)用戶的各項(xiàng)資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化錄入和統(tǒng)計(jì)，保證燃?xì)馐褂酶影踩?；加?qiáng)對(duì)天然氣使用量抄表工作的實(shí)時(shí)監(jiān)督與控制。

4）燃?xì)夤芫W(wǎng)智能化監(jiān)控與預(yù)警

為避免燃?xì)庑孤┒a(chǎn)生的嚴(yán)重安全事故，降低安全隱患，需要在應(yīng)用智能化技術(shù)的過程中對(duì)燃?xì)鈧鬏斚到y(tǒng)進(jìn)行不間斷的監(jiān)測(cè)，通過自動(dòng)預(yù)警及時(shí)對(duì)事故發(fā)生的地點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，采取智能化應(yīng)急處理方式，確保預(yù)警信息得到有效的傳輸，并啟動(dòng)搶修程序。在需要監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)中設(shè)置充足的燃?xì)庑孤┳詣?dòng)監(jiān)控報(bào)警裝置，一旦燃?xì)庀到y(tǒng)出現(xiàn)泄漏或管道破裂等問題，就可以通過該裝置進(jìn)行預(yù)警，系統(tǒng)主控室將會(huì)在第一時(shí)間內(nèi)收到信息，啟動(dòng)自動(dòng)預(yù)警處理程序，并及時(shí)展示事故出現(xiàn)的位置。系統(tǒng)擁有完善的通訊措施，工作人員可以得到及時(shí)通知，并對(duì)問題進(jìn)行處理。問題處理完畢后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)登記處理結(jié)果和事故發(fā)生的原因。

同樣，需要對(duì)壓縮天然氣和液化天然氣的關(guān)鍵部位進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè)。一旦出現(xiàn)突發(fā)狀況，可以在第一時(shí)間內(nèi)了解現(xiàn)場(chǎng)的情況，并進(jìn)行有效地指揮調(diào)度，需進(jìn)一步完善監(jiān)控系統(tǒng)，充分結(jié)合移動(dòng)通訊技術(shù)、微波信息通訊技術(shù)等現(xiàn)代科技不斷完善遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的功能。

綜上所述，在大力開展城市燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)時(shí)，需要積極應(yīng)用先進(jìn)的智能化技術(shù)，使燃?xì)夤芫W(wǎng)更加安全可靠，確保信息技術(shù)和工業(yè)之間實(shí)現(xiàn)技術(shù)共通。要進(jìn)一步擴(kuò)大智能化技術(shù)在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中的應(yīng)用范圍，使能源更加清潔環(huán)保，使燃?xì)夤芫W(wǎng)為城市居民帶來更多便利。

作者：湯佳燁