“数字燃气”综合信息化管理平台

一、前言

近年来，“数字城市”建设如火如荼。“数字城市”离不开基础建设的数字化，而燃气能源管线又是城市能源基础设施的主动脉，随着城市管道用气需求的不断增长，城市建设的快速发展，管线数量急剧增加，燃气管网管理难度越来越大，要求越来越高，涉及面越来越广，燃气管线的监测管理难度逐渐加大。采用传统人工的管理方式已经无法满足燃气公司管理大规模燃气管线的需求了。公司以“数字城市”为背景，提出了“数字燃气”综合信息化管理系统解决方案。

通过“数字燃气”综合信息化管理平台(以下简称平台)，实现企业内部的应用集成，整合企业内部现有的业务系统，实现地理信息、巡检、抢险维修、营业收费、SCADA等企业内部数据共享，使各种异构系统之间可以很好的进行各种跨系统流程运行、数据传输，做到数据、应用程序工作流程的无缝衔接。跨系统的数据查询分析与挖掘，能够更好的优化管理，与工作紧密结合，加强了各部门之间的协作办公。以下的平台功能业务场景是由我们承建的南京中燃、南京港华燃气的“数字燃气”综合信息化管理平台。

二、平台架构

“数字燃气”的设计思路可以概括为：“以业务为导向，以数据为核心，以集成为重点，按照建设目标的顺序展开设计工作”。

“数字燃气”架构设计如下：

1.总体架构

平台的建立，采用当今最先进的多项技术解决方案，保证系统的先进性，使系统能够在相对较长的时期内为用户服务。系统总体解决方案结构图如下：

图 1  综合管理平台整体架构

2.技术架构

在技术方面，与常见的C/S 2层结构，B/S 3层结构有很大不同，平台的完整的技术架构包括：浏览器层、cordys层、应用服务层、业务处理层、数据处理层、数据库6个层次。

3.应用架构

基于业务架构，从系统功能需求的角度准确定义应用范围、功能及模块等。

应用系统层：包括多个业务系统，多个支持系统，多个国家软件以及多个已建设软件项目；

平台应用层：通过平台统一整合各种应用，并提供统一的数据传输、权限管理、业务过程集成等功能；

展现应用层：经过集成后采用统一的网站或windows桌面应用系统，展现各类被平台集成后的程序、流程等，如平台门户系统；

客户端应用层：支持多种客户端访问，每一部分相对独立又相互联系，有Web访问方式、windows程序访问方式、手机移动访问方式等。平台的完整应用架构如下图：

图 2 应用程序架构

4.物理架构

基于应用架构和数据架构，从系统具体实现角度提出系统总体的软、硬件物理部署方式，为系统运行提供充足的平台资源。

图 3 系统物理架构图

集中式部署模式下，总公司部署地理空间数据服务器、业务数据服务器、ArcGIS服务器、Cordys服务器。Web服务器部署各种业务系统，使用空间数据服务器的数据和业务数据、服务器的数据，为用户提供快速方便的业务查询、分析等服务。

三、系统功能

“数字燃气”综合管理平台是一个平台框架，在该平台下面可以集成或构建我们的各种业务系统，主要有办公门户、GIS系统、移动GIS应用、管网巡检系统、工商业燃气监控系统等。

1.办公门户

平台的办公门户是企业或单位内部办公展示的核心部分，在办公首页可通过配置相关信息展示各异构业务子系统的核心信息。如下图所示:

图 4 基于综合管理平台的办公门户

2.GIS系统

GIS系统即燃气管网地理信息系统是以城市地下燃气管网为管理对象，综合运用GIS技术、数据库技术、网络技术、专题应用模型，实现对地下燃气管网信息的采集、录入、查询等应用。GIS系统建立的地图数据、影像数据、管网数据等地理信息数据可通过“数字燃气”综合管理平台共享给其他业务系统。下图为通过左侧导航菜单打开的地理信息系统。

图 5基于综合管理平台的地理信息系统

3.移动GIS应用

移动GIS (Mobile GIS)是建立在移动计算环境、有限处理能力的移动终端条件下，提供分布式的、随遇性的移动地理信息服务的GIS，是一个集GIS、GPS、移动通信(GSM/GPRS/CD2MA)三大技术于一体的系统。它通过GIS完成空间数据管理和分析，GPS进行定位和跟踪，利用PDA完成数据获取功能，借助移动通信技术完成图形、文字、声音等数据的传输。

通过综合管理平台的数据服务中心可获取在线的地图和管网信息，实现人员和设备等定位、图片图像上报、地形图或管网信息查询、辅助分析等。如下图所示，人员通过手持设备GPS定位查看自己的实际位置，周围有哪些管线设施，并可进一步通过属性查看等功能查看设施相关的属性。在突发情况下，如发生管网破裂，人员可以在现场通过手持设备进行爆管分析，从而获取一个关阀方案，辅助现场处理突发事故。

图 6  基于综合管理平台的移动GIS应用

4.管网巡检系统

燃气管网及其附属设施是燃气公司重要的基础性资产，其投资额大，具有使用周期长、使用地点分散、隐蔽性强、材料多样、设施型号复杂、建设更新快等特点，使其难以管理。管网巡检是管网管理中的重要手段，它能够帮助管理部门及时发现和清除管网设施中的问题，减少漏损，延长资产使用寿命。在综合管理平台中与抢险维修系统的协作可提高维修等工作效率，加强管理。

管网巡检管理系统包含以下模块：

1) 巡检监控中心。查看巡检人员的实时位置、上报的隐患信息、巡检状态、轨迹回放等。

2) 巡检计划。制定巡检人员的巡检区域、巡检周期、巡检点等。

3) 隐患管理。隐患信息的分项查询统计等。

4) 基础资料管理。人员信息管理、部门信息管理、手持设备信息管理等。

5) 报表查询。提供巡检人员工作日报、周报、月报、隐患类型分项、隐患趋势分析等各类报表，辅助决策分析。

6) 移动手持设备端巡检系统。用以上报巡检人员信息、隐患信息等。

图7  燃气巡检检漏仪

图 8   基于综合管理平台的管网巡检系统（漏点处理）

5.工商业用户燃气监控系统

随着城镇燃气的发展、用户数量的快速增长和户内燃气设施运行使用时间的增加，用气安全问题日益突出，户内燃气事故屡有发生，虽与用户总数相比所占的比例很小，但造成的财产损失、人员伤亡和社会影响却不可小视。

工商业燃气监控系统是根据用户监测点数使用总线型的探测器和分线型的探测器，监测点数多时建议使用总线型的探测器，点数少时安装分线型的探测器，可根据实际情况灵活使用。

图 9   气体探测器现场连接方式之一

图 10 淄博职业学院食堂气体监测应用

四、平台应用

1.公司简介

河南汉威电子股份有限公司创立于1998年，位于国家郑州高新技术产业开发区，首批创业板上市企业（股票代码300007），国家火炬计划重点高新技术企业，河南省百家高成长民营企业、信息化示范企业。汉威电子致力于打造从多门类传感器、仪器仪表，到物联网行业应用的完整解决方案，是我国传感器、安防环保仪器领域最具影响力的企业之一。汉威电子已形成气体、压力、流量、湿度、热释电等多门类传感器及相关仪器仪表规模产业，已形成家庭、商用、个人防护、工业在线监测、环境分析、采矿安全等多用途传感、检测仪器和监控网络及安全生产、应急管理系统，智能交通监控系统等多系列产品，产品线丰富，产业链完整，尤其是气体传感器，国内市场占有率达60%，居国内第一，是国内领先、国际知名的气体探测产品专业制造商；公司所提供的产品和解决方案已应用于全球近数十个国家，通过遍布全国的30个营销服务中心，百余家服务网点，为民用和个人安全防护、工业控制、安全生产、交通监管提供适合、优质、高性价比的产品、服务和解决方案。

2.平台应用情况

汉威金建数字燃气平台，已经为全国多家燃气公司及集团子公司提供GIS管网数字化支撑，燃气集团公司包括港华燃气集团下南京、西安、武汉、长春、中山、顺德、马鞍山等多家中华煤气在大陆投资企业的燃气管网项目，华润燃气集团属下成都、南昌、江宁、郑州等燃气管网项目，中庆燃气集团旗下大庆、哈尔滨等燃气管网项目，中燃集团属下哈尔滨、南京江北、包头、扬州等燃气管网项目，并与海南民生燃气建立战略合作伙伴。目前，数字燃气项目市场占有率为全国首位，年销售额1600余万元。

五、结语

“数字燃气”综合管理平台是一个深度整合企业内部资源的平台。“数字燃气”是以仪器仪表、巡检人员等基层燃气运行维护人员为感知末端，以“数字燃气”综合管理平台为中心，收集燃气管网运行维护相关数据，对基础数据进行数据挖掘分析，最终共享给相关联的业务部门，实现多个业务系统内业务数据的共享、各部门间的协同工作，它的应用将对我们燃气行业产生深远的影响。