新時(shí)期國(guó)家提出了能源體系要深層次結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能源與信息深層次融合的要求。而城鎮(zhèn)燃?xì)馄髽I(yè)在信息化方面，還存在著管網(wǎng)定位不準(zhǔn)確、資料不全、不能滿足智慧運(yùn)營(yíng)需求的數(shù)字采集等問題，在設(shè)計(jì)和工程方面，還存在依賴人工、管理信息化手段不足等問題。而場(chǎng)站作為連接用戶與消費(fèi)者的“第一道關(guān)卡”，如果能夠?qū)崿F(xiàn)可視化狀態(tài)下的溝通、討論及決策，必將提高場(chǎng)站的安全與運(yùn)行效率。因此，開展智能化燃?xì)鈭?chǎng)站建設(shè)的研究對(duì)保障場(chǎng)站安全、減少輸氣差及安全運(yùn)行都有著十分重要的意義。

　　一、研究背景

　　1.安全意義

　　2020年9月，我國(guó)政府提出將提高自主貢獻(xiàn)力量，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)在2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。這就意味著我國(guó)的發(fā)展將進(jìn)入新時(shí)代，尤其是能源的發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)新時(shí)期，能源結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)型，由原來以煤炭石油為主的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為清潔環(huán)保的水電、核能、天然氣等新型能源，推動(dòng)能源綠色生產(chǎn)和消費(fèi)。我國(guó)的天然氣產(chǎn)業(yè)通過變革，消費(fèi)體系基本形成，市場(chǎng)趨向多元，供給能力大幅提高。雖然2020年受到新冠疫情的沖擊，天然氣市場(chǎng)仍保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，支撐了我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。

　　中國(guó)天然氣分為國(guó)內(nèi)氣和國(guó)外氣，國(guó)內(nèi)氣的主產(chǎn)區(qū)有新疆、四川、內(nèi)蒙古、陜西；國(guó)外來的氣分為管道氣和液化天然氣。2020年我國(guó)天然氣供應(yīng)量3200億立方米，國(guó)內(nèi)自產(chǎn)量約1800億立方米，國(guó)外進(jìn)口量約達(dá)1400億立方米。我國(guó)天然氣的主要消費(fèi)區(qū)分布在東南沿海地區(qū)，國(guó)家實(shí)施的“西氣東輸”戰(zhàn)略，用長(zhǎng)輸管道輸氣，而供氣場(chǎng)站就是城市燃?xì)馄髽I(yè)和用戶之間防護(hù)門，作為輸配系統(tǒng)中的關(guān)鍵點(diǎn)，管道運(yùn)輸必須通過的關(guān)卡，具有保障輸氣安全運(yùn)行及安全的功能。一方面，天然氣具有較空氣輕，無色、無味、易燃易爆的特性，如果場(chǎng)站發(fā)生泄漏，容易發(fā)生爆炸事故；另一方面由于智能化水平低，人員操作失誤或設(shè)備原因?qū)е滦孤矔?huì)發(fā)生爆炸事故。因此，加快推進(jìn)燃?xì)鈭?chǎng)站的信息技術(shù)的應(yīng)用，提高燃?xì)鈭?chǎng)站的智能化水平，關(guān)系到民生，是城市燃?xì)馄髽I(yè)安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵。

　　2.新時(shí)代新要求

　　國(guó)家提出了智慧社會(huì)、智慧能源、能源領(lǐng)域智慧化發(fā)展、推進(jìn)能源智能化體系建設(shè)、推動(dòng)能源技術(shù)同其他領(lǐng)域高新技術(shù)緊密結(jié)合、提高城市燃?xì)饣实龋@對(duì)能源行業(yè)提出了高要求，大多數(shù)城鎮(zhèn)燃?xì)鈭?chǎng)站在信息化方面，存在管網(wǎng)定位不準(zhǔn)確、資料不全、不能滿足智慧運(yùn)營(yíng)需求的數(shù)字采集等問題；而在設(shè)計(jì)和工程方面，同樣存在依賴人工，方式傳統(tǒng)，管理信息化手段不足等問題。燃?xì)馄髽I(yè)在自身安全管理方面，希望實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和快速的應(yīng)急響應(yīng)，因此，迫切需要高效的數(shù)據(jù)采集方式和管理手段。

　　5G、大數(shù)據(jù)和云平臺(tái)等正在燃?xì)庑袠I(yè)大力推廣應(yīng)用，而場(chǎng)站作為連接用戶與消費(fèi)者的“第一道關(guān)卡”，實(shí)現(xiàn)在可視化狀態(tài)下進(jìn)行溝通、討論、決策，必將提高場(chǎng)站的安全與運(yùn)行效率。因此，智慧場(chǎng)站的研究對(duì)保障場(chǎng)站安全、減少輸氣差錯(cuò)及安全運(yùn)行有著重要的意義。

　　3.可行性

　　建設(shè)智慧燃?xì)猓欣谔岣叱鞘腥細(xì)馄髽I(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理水平，能夠有效為政府公共安全、環(huán)保達(dá)標(biāo)、市政建設(shè)提供強(qiáng)有力的支持，為燃?xì)庑袠I(yè)的發(fā)展提供方向。新技術(shù)的發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐。5G、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等技術(shù)為智慧燃?xì)饨ㄔO(shè)奠定了基礎(chǔ)。

　　智慧場(chǎng)站建設(shè)兼具社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，基于車、人、場(chǎng)等要素的標(biāo)準(zhǔn)化，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)要素的數(shù)字化，對(duì)全環(huán)節(jié)要素狀態(tài)全面感知。并輔以自動(dòng)化、大數(shù)據(jù)、運(yùn)籌算法與人工智能技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)要素調(diào)度的集約化，優(yōu)化運(yùn)行效益，提高生產(chǎn)運(yùn)作效率，保障城市燃?xì)馄髽I(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　二、燃?xì)鈭?chǎng)站現(xiàn)狀

　　燃?xì)鈭?chǎng)站因建設(shè)位置和目的不同，功能也不同，可分為城市門站、輸氣站、儲(chǔ)配站、調(diào)壓站、汽車加氣站等多種形式。如門站是城市企業(yè)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的氣源點(diǎn)，也是天然氣進(jìn)入城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的配氣站，主要功能為接收長(zhǎng)輸管線運(yùn)送來的燃?xì)猓ㄟ^過濾、調(diào)壓、計(jì)量、加臭、分配后，把燃?xì)馑腿氤鞘泄芫W(wǎng)系統(tǒng)或送入大工業(yè)生產(chǎn)用戶。

　　國(guó)家提出全面發(fā)展智慧能源的戰(zhàn)略部署，各大燃?xì)夤鹃_始嘗試建設(shè)智慧燃?xì)猓鉀Q當(dāng)前城市燃?xì)馄髽I(yè)在經(jīng)營(yíng)管理中存在的痛點(diǎn)問題。雖然城市燃?xì)夤敬罅ν苿?dòng)智慧燃?xì)夥矫娴慕ㄔO(shè)，但也存在許多問題，如標(biāo)準(zhǔn)多樣，智能化進(jìn)程慢及水平差異大，燃?xì)鈭?chǎng)站的智能感知設(shè)備投入較少，無法銜接用戶數(shù)據(jù)等。北京燃?xì)饴氏忍岢觥爸悄苋細(xì)饩W(wǎng)”，通過信息技術(shù)與燃?xì)鈽I(yè)務(wù)相結(jié)合，構(gòu)建智慧燃?xì)饪蚣荏w系；深圳燃?xì)庵铝τ谌細(xì)庵悄芑ㄔO(shè)，形成了強(qiáng)有力的信息化系統(tǒng)；中國(guó)燃?xì)饪毓捎邢薰疽殉闪⒖萍脊就七M(jìn)燃?xì)庵悄芑ㄔO(shè)，構(gòu)建從氣源到用戶的智能服務(wù)體系。

　　如下表1中所示，國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)燃?xì)?/a>企業(yè)在智能化建設(shè)方面尚處于發(fā)展階段，而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入成熟階段，在發(fā)展趨勢(shì)方面國(guó)外已進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)和燃?xì)馍疃热诤希鴩?guó)內(nèi)處于改造階段，在智能設(shè)備方面已體現(xiàn)信息化，國(guó)內(nèi)尚處于起步階段。