關于城市燃氣管網(wǎng)的數(shù)字化技術應用研究

摘要:隨著經濟和科技的發(fā)展,在現(xiàn)階段我國的城市化進程越來越快,因此我國許多的城市正面臨著發(fā)展的關鍵時期,只有在當前的社會背景之下,完成數(shù)字化城市建設的初步構型,才能夠幫助我國建立出更加完善的數(shù)字化城市模型,才能夠讓我國城市的數(shù)字化發(fā)展得到明顯的進步與提升。
關鍵詞:燃氣管網(wǎng);數(shù)字化技術就目前的發(fā)展現(xiàn)狀而言,遠程辦公,輕量服務,傳統(tǒng)企業(yè)轉型需求在這一年不斷激增。常說的數(shù)字化轉型,以數(shù)字化技術為基礎,數(shù)據(jù)運維為核心,推動業(yè)務模式、運營流程、管理體系等方面數(shù)字化的戰(zhàn)略舉措。
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城市燃氣管網(wǎng)的現(xiàn)狀與問題
1.1施工對燃氣管道的破壞
燃氣管網(wǎng)是未來城市規(guī)劃過程中非常重要的一個環(huán)節(jié),它不僅僅能夠維持城市自身的生命話力,還能夠在一定程度上為我國的綠色發(fā)展提供相應的幫助和啟發(fā),目前,我國城市的地下管線有著非常多的種類,其中包括水利管道,網(wǎng)絡通信管道,以及燃氣管道等。
在目前的城市管道建設中,我們當前所建設的燃氣管道具有非常強的隱蔽性,與此同時,缺少較為明顯的標記,導致我們當前對管線的維護缺乏足夠的信息,因此在未來的發(fā)展過程中,我們應當加強對準確完整的管線資料完善工作,否則,施工單位很容易對未知管道造成破壞。
1.2信息化嚴重不足
當今是一個科技發(fā)展非常快的時代,各行各業(yè)的數(shù)字化進程都已經有了非常大的發(fā)展,當目前我國城市燃氣管網(wǎng)的數(shù)字化應用還存在著很大的問題,在數(shù)字化的發(fā)展進程上依舊非常落后,因此在未來的發(fā)展過程中,我們應當不斷的加強對這方面信息化的發(fā)展,這樣才能夠適應城市日新月異的變化,才能夠讓我國城市化的進程更進一步,讓我國的經濟水平以及人民的生活水平得到提升。
城市發(fā)展日新月異,城市管網(wǎng)在也不斷地改建、擴建和更新,尤其是城鎮(zhèn)化進程快速發(fā)展,城市管網(wǎng)的布設范圍、密度不斷增大,因此管網(wǎng)數(shù)據(jù)也要動態(tài)更新。
1.3管理維護機制效率低下
城市管網(wǎng)的復雜性體現(xiàn)在非常多的方向,首先,我們從整體的角度來看,整個城市管網(wǎng)就相當于一個非常龐大的網(wǎng)絡系統(tǒng),其中每一處管道都有著非常重要的作用,當其中一處發(fā)生故障時,其影響不僅限于自身的管道,它對周邊的管道也有著非常大的影響。
面對此種情況,目前的工作人員不能夠對各個位置的管道網(wǎng)絡進行實時的監(jiān)控和排查,在問題發(fā)生時不能及時的找到問題的發(fā)源地以及解決措施,因此目前存在著排除問題效率低下的問題,與此同時,我們對管道網(wǎng)絡的監(jiān)督力度也存在著一定的問題,一些巡檢的工作人員的工作質量不能夠得到充分的保障,且不能對巡檢工作人員的工作質量進行有效的監(jiān)督。由此可見,在未來的發(fā)展中,我們應當想辦法解決相關的問題。
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地理信息系統(tǒng)(GS)技術應用
燃氣管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)基于動態(tài)和靜態(tài)燃氣管網(wǎng)電子地圖,采用G引S和空間數(shù)據(jù)庫技術,實現(xiàn)對管線、閥門、調壓站、門站等燃氣設施的統(tǒng)一管理。其目標是實現(xiàn)燃氣設施管理的自動化和科學化,及時提供燃氣企業(yè)管理所需的各類信息資源和分析決策依據(jù),達到用戶受益、企業(yè)受益的目的。
燃氣地理信息系統(tǒng)包括燃氣數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、WB發(fā)布應用子系統(tǒng)、巡查管理子系統(tǒng)、離線應用子系統(tǒng)等內容。
燃氣GS邏輯上,從上到下,依次為網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務邏輯、服務層和應用層五部分。
網(wǎng)絡層:需要建設系統(tǒng)所需的存儲、網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)服務等硬件設備,還需要建設系統(tǒng)軟件、」操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等軟件設備。
數(shù)據(jù)層:需要建設和管理基礎空間數(shù)據(jù)庫包括基礎地形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、管網(wǎng)及設施數(shù)據(jù)、燃氣業(yè)務專題數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)等。
業(yè)務邏輯層:提供底層GS管理服務,實現(xiàn)對圖形數(shù)據(jù)的發(fā)布、管理。內容包括GS發(fā)布服務、數(shù)據(jù)引擎、中間件、工作流等。
服務層:分為數(shù)據(jù)服務和功能服務。數(shù)據(jù)服務主要通過WebService、GlS接口、ADO為應用層獲取業(yè)務相關數(shù)據(jù),功能服務主要是通過WebService?實現(xiàn)功能的表現(xiàn)接口。
應用層:包括燃氣管網(wǎng)Client/Server管理子系統(tǒng)、燃氣管網(wǎng)Brower/Server管理子系統(tǒng)、離線管理、手持終端、燃氣工程管理以及集成應用等內容[1]。
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數(shù)據(jù)采集技術
PLC-ControlWaveMicro,PLC/RTU組態(tài)工具和OpenBSI實用軟件包[2]這三種工具是目前主要的數(shù)據(jù)采集工具,對我國目前的燃氣管網(wǎng)的數(shù)字化發(fā)展有著非常大的幫助,同時,在未來的發(fā)展過程中,我們需要加強對數(shù)據(jù)采集技術的研究與發(fā)展,只有這樣才能夠讓我國的相關技術得到更好的發(fā)展與進步。
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數(shù)據(jù)融合技術在燃氣管網(wǎng)故障診斷中的應用
4.1技術背景
數(shù)據(jù)融合技術能夠對正在運行的系統(tǒng)進行實時監(jiān)控,例如該技術在高壓力、大口徑、長距離天然氣輸送管道中的使用,能夠對天然氣管網(wǎng)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測,有效的處置一些在人力和環(huán)境影響下難以排除的故障,從而保證天然氣運行的安全、平穩(wěn)、高效,因此數(shù)據(jù)融合技術具有非常重要的作用。當天然氣管網(wǎng)發(fā)生泄漏時,各個節(jié)點的傳感器能夠對該節(jié)點中的天然氣信息進行采集,然后將結果上傳到生產控制中心進行分析和處理。
4.2技術架構
研究人員提出了利用基于神經網(wǎng)絡、證據(jù)理論等方法的融合處理方式,從而對一個或者是多個的傳感器進行同時的監(jiān)測和分析,以提高監(jiān)測的精確度,減少由于天然氣泄漏造成的安全事故。
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數(shù)字仿真技術應用
5.1燃氣管網(wǎng)仿真系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及問題分析
天然氣管道仿真軟件方面,我國的發(fā)展與起步較晚,相較于許多國外發(fā)達國家的發(fā)展來講,正處于需要高度發(fā)展的階段,但我國目前取得了非常亮眼的成績,目前我們已開發(fā)出多款技術成熟的仿真計算軟件,在全世界范圍內得到廣泛的應用,這一點值得我們驕傲。最早進入中國市場的是TGNET軟件,該軟件的一大優(yōu)勢在于能夠對長管道進行比較精準的模擬,通過該軟件所能夠得到一系列長管道的數(shù)據(jù),與現(xiàn)場的真實數(shù)據(jù)非常接近,因此在長管道的應用上具有非常大的價值,尤其是在計算管道的設計、運營參考數(shù)值,優(yōu)化系統(tǒng)工藝參數(shù),仿真結果等方面,我們能夠得到與現(xiàn)場數(shù)據(jù)十分接近的結果,準確程度非常高,得到業(yè)內廣泛認可。
5.2燃氣管網(wǎng)仿真系統(tǒng)的應用
燃氣管網(wǎng)仿真系統(tǒng)的主要功能是根據(jù)實際燃氣管網(wǎng)中的站場位置、管徑、管長、設備位置、設備屬性、氣體屬性、管網(wǎng)工作能力、管網(wǎng)操作特點等基礎情況,建立燃氣管網(wǎng)數(shù)字化仿真模型。這項技術是對管網(wǎng)某處進行的一項檢測技術,它能夠時刻檢測某一狀態(tài)下儲氣量、各點壓力等數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)對整個裝置的發(fā)展來講非常重要,有了這些數(shù)據(jù)我們就能夠更好地對管網(wǎng)仿真系統(tǒng)進行操作,操作人員也能夠更為明確的找出各個位置的問題與故障所在。相應的工作人員可以通過這個仿真系統(tǒng)實現(xiàn)對整體器械的控制,這樣一來,就能夠更為準確地對管道內部的各項數(shù)據(jù)進行檢測,同時還能夠將離線所產生的數(shù)據(jù)適時地打印出來,方便我們對數(shù)據(jù)進行分析,還能夠對管道內的數(shù)據(jù)進行分析,這一功能對快速制定調度方案非常有用。
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結語
綜上所述,燃氣管網(wǎng)設計及運維是一個龐大而復雜的系統(tǒng)工程,而數(shù)字化技術的不斷發(fā)展為其提供了重要的技術支持。目前這項系統(tǒng)工程能夠通過數(shù)字化的數(shù)據(jù)為基礎,能夠讓我們實現(xiàn)對整個城市管道網(wǎng)絡進行實時的監(jiān)測和調整,這樣一來,我們就能夠為我國城市的數(shù)字化建設提供相應的發(fā)展基礎,還能夠讓我國的城市經濟水平得到更多的進步與發(fā)展,讓我國更快更好地實現(xiàn)對資源節(jié)約型以及環(huán)境友好型的社會發(fā)展模式,最終實現(xiàn)城市管網(wǎng)系統(tǒng)全面數(shù)字化。