燃气管网应急抢险安全保障信息系统研究与应用

□文/周琳生

燃气管网应急抢险安全保障信息系统研究与应用

□文/周琳生

随着天然气供应量的不断增加，确保安全稳定供气、快速应急抢险、保障公共安全是各项工作的重中之重。通过研究建立燃气管网应急抢险安全保障信息系统，进行信息共享研究，实现了多个系统数据、信息共享，提高了调度指挥和燃气抢险队伍的快速反应能力，提升了燃气管网运行、调度指挥、应急抢险等工作的科技含量和综合技术水平。文章对这一系统加以论述。

燃气管网；安全保障；应急抢险；信息系统

随着气源和供气规模的扩大，天然气作为绿色能源已经成为国民经济发展的支柱。城市燃气作为重要的城市基础设施，关系到国计民生，对改善城市生活环境、促进城市可持续发展起到了积极地推动作用。截至2010年底，天津市天然气管网总长度达到8445km，其中高压管道913km，中压管道1337km，低压庭院管道6195km，天然气用户超过210万户，供气量13亿m3/a。随着天然气供应量的不断增加，确保安全稳定供气、快速应急抢险、保障公共安全是各项工作的重中之重。燃气管网应急抢险安全保障信息系统的研究就是针对燃气管网及各类用户不断增加，对燃气安全稳定供应及应急抢险工作提出了更高要求这一挑战，为确保天津市安全稳定供气，为管网安全运行提供科学依据而进行的。

1 系统主要构成

燃气管网应急抢险安全保障信息系统研究是基于燃气管网地理信息系统、燃气调度管理系统基础之上，建立燃气抢修GPS定位管理系统并将系统资源进行整合。该研究是对计算机技术、无线通讯、软件开发，硬件集成与网络技术在燃气行业的综合应用研究，涉及了信息科学领域的GPS卫星定位技术、RTK差分厘米级精确定位技术、GPRS网络通信技术、影像传输技术等多项应用技术。系统主要由4大系统构成，即：燃气管网地理信息系统（GIS）、燃气抢险车GPS定位管理系统、燃气调度管理系统和大型工商户计量远传系统。

2 系统特点及功能

2.1 燃气管网地理信息系统（GIS）

天津市燃气管网地理信息系统的研究建设的目的是针对燃气行业管网运行管理实际需要，为提高管网管理水平及管网抢修快速反应能力，提高管网市政配合工程管理水平，提高管网运行的安全性、稳定性，为管网的更新改造、重点监护提供决策依据。

在国内首次采用1∶500地形图作为系统底图，真实反映管网实际走向和位置，提高了标注、查询的准确性。系统平台对海量数据处理能力强，在海量数据的支持下，该系统具有管网设备管理、巡线管理、抢修决策管理、管网隐患预测、报警、旧管网改造、管网查询、统计、分析、辅助决策等15项功能。开发了多种数据接口，可以和SCADA调度系统、GPS抢修指挥系统等链接。

2.2 燃气抢修车GPS定位管理系统

系统主要采用GPS定位技术、载波相位差分技术，对移动的燃气抢修车进行实时定位，利用无线数据通信网络进行实时数据传输，以电子地图和空间影像图为支撑平台，具备实时监控、定位跟踪、精确定位、指挥调度和信息查询管理一体化功能。系统容量大、实时性强、运行稳定可靠，可以有效地对移动的燃气抢修车辆进行定位、监控和指挥调度并为抢险车指挥车提供现场指挥、信息查询、故障点精确定位、故障处理、快速抢险提供技术支持。系统随时可获取车辆的位置信息，快速处理报警和异常突发事件,为燃气管网的安全运行提供了可靠的保障。

2.3 燃气调度SCADA系统

系统主要包括生产调度及调度管理系统。

1）生产调度系统

生产调度系统实现对陕气等4大气源场站、津沽高压球罐枢纽场站、高调站、中低压调压站、100多个大型工商户流量数据远程监测站等进行实时数据采集和监控，及时掌握各气源供气量、各集输站储气量、大用户用气量、调压站运行情况、管网各节点的压力平衡情况等信息，以此科学地指导日常生产调度。主要功能包括：

（1）实时数据显示；

（2）罐站、调压站、集输站、配气站、混气站、计量站点工艺图、相关运行参数显示；

（3）高、中、低压管网图显示；

（4）直观图、趋势图、报警显示；

（5）大型工商户流量计量数据显示；

（6）无人值守调压站监控功能。

2）调度管理系统

调度中心对远程站采集到的实时参数数据，按照不同类型、名称、属性、时序等特征分类进入数据库，通过管理系统实现对数据的查询、统计、分析及报表生成。主要功能包括：

（1）数据统计分析；

（2）报表管理；

（3）网络发布权限管理；

（4）日志管理及调度令管理。

2.4 大型工商户流量数据远程监测管理系统

该系统对燃气集团大型工商户及贸易计量结算点的流量、压力、温度等运行参数进行实时采集，将采集到的数据信息通过无线通信GPRS快速、准确传输到上位流量数据远程监测管理系统，实现了对大型工商户、贸易结算点、内部考核结算点地实时采集、监测与动态管理。为燃气企业掌控气量供需状况及市场预测提供管理决策依据，同时确保用户安全稳定用气。

该系统上流量数据采集站也可以作为燃气管网调度远程监测站，为管网运行调度提供科学的依据。主要功能包括：

1）实时监测各个站点的温度、压力、瞬时流量、累计流量；

2）历史数据查询，可以查询到各个站点、各个时间段的历史记录并能查询在同一时间区域内所有站点的历史记录数据；

3）以趋势图和棒图的形式来显示出相关站点、所选参数的变化趋势；

4）根据需求分别按年、月、日作出统计报表。

3 信息共享

以上各系统是与燃气生产运行密切相关的管理系统，各系统之间的信息资源有着密不可分的联系，燃气管网应急抢险安全保障信息系统的研究最重要的工作是在各专业管理系统中建立链接系统，实现无障碍链接及信息共享。

3.1 燃气抢险车GPS定位管理系统与燃气管网地理信息系统GIS链接

在进行车辆调度监控或者精确定位的过程中，随时可以对当前位置的管网信息进行查询与分析。即在燃气抢险调度GPS定位指挥系统上，在定位某个燃气抢险车后，在其显示的城区影像图上进行放大后直接进入燃气管网地理系统，此时的GPS定位点已经在管网矢量图上显示出来，同时也可以清晰地看到GPS定位点周边的管网和燃气设施的分布情况，辅助指挥人员进行指挥、调度抢修车辆和人员进行安全、高效地抢险。此外利用精确定位设备可以快速地通过GIS系统精确确定GPS定位点与所测管线的厘米级精确位置。

3.2 燃气SCADA调度管理系统与GIS链接

通过建立燃气管网调度管理系统(SCADA)与燃气管网地理信息系统的链接程序，可以实现在GIS燃气管网地理信息系统中显示调度管理系统中监测站点的数据信息，实时显示当前所在调压站内各燃气设施的运行状况，如：气体的瞬时流量、压力、温度等信息。一旦发生事故抢险时，可依据地理信息上显示事故现场周围管线的运行状况及时调度各管线供应量，既保证安全供气，又可以保证快速抢险，对于燃气事故抢修更具有实际意义。

3.3 SCADA与大型工商户流量数据远程采集管理系统的链接

该链接系统将大型工商户流量数据远程采集管理系统中采集的所属的100多个远程采集站的数据信息(其中包括：流量、温度、压力)在管网调度管理系统中显示出来，采集的数据信息可直接与调度系统联网，供调度系统使用，作为燃气管网调度管理系统的远程监测站使用，相当于每建一个采集点就多增加了一个调度站，扩大了燃气管网监测范围，提高管网安全运行保障度。

通过SCADA系统和流量数据远程直读采集管理系统实时显示确定大型工商户用气量，从而根据生产需要和管网的供气状况及时调度气源，适时调节外网供气压力，为安全稳定供气提供科学依据。

4 应用情况

该项研究成果已经在天津市燃气集团推广应用，截至2010年底，在40台燃气抢修车安装了GPS车载定位设备，5台抢险指挥车也同步安装了车载GPS定位设备，为配合应急抢修事故管线，配备一套管线精确定位装置，实现厘米级精确定位。实现了 SCADA、GPS、GIS系统信息数据资源共享，目前该系统运行正常，数据传输快速准确，图像传输稳定正常，为燃气管网的安全稳定运行提供了可靠保障。该系统的应用在气源转换工作中及确保2008年奥运火炬传递及奥运会、残奥会期间安全稳定供气工作中也发挥了重要作用。

5 意义及作用

燃气管网应急抢险安全保障信息系统是集管网管理、运行调度、远程监控、抢险车定位、管线精确定位、应急抢险指挥于一体的综合性信息化管理系统。该项研究体现了燃气管网安全运行、稳定供气、事故抢险调度指挥动态管理的发展方向。 通过研究整合SCADA、GPS、GIS、大型工商户计量远传系统，信息共享，建立燃气管网应急抢险安全保障信息系统，实现了燃气管网应急抢险指挥调度的快速、准确及远程监控，极大地提升了燃气管网调度指挥、应急抢险等工作的科技含量和综合技术水平，提高了调度指挥和燃气抢险队伍的快速反应能力，为安全稳定供气，实现对燃气管网事故的快速、及时应急抢险提供可靠保证。

TU996

C

1008-3197（2011）01-56-03

2010-12-30

周琳生/女，1963年出生，高级工程师，天津市燃气集团技术质量部，从事燃气技术科研管理工作。