基于集成式SCADA系统的城镇燃气管网动态分级智慧运维

质量技术监督研究2019年第4期（总第64期）QualityandTechnicalSupervisionResearchNO.4.2019GeneralNO.64基于集成式SCADA系统的城镇燃气管网动态分级智慧运维汪小蕾（南京市锅炉压力容器检验研究院，江苏南京210000）摘要：在目前城镇燃气智能管理平台的基础上，进行功能的升级、新功能插入以及不同功能间的渗透融合，形成集成式SCADA智慧运维系统。结合城镇燃气管网安全分级方案，通过插入分级计算功能模块实现管网动态分级智能化，从而进一步实现基于集成式SCADA系统的燃气管网分级智慧运维。关键词：集成式SCADA系统；城镇燃气；动态分级；智慧运维收稿日期：2019-01-10作者简介：汪小蕾,女，南京市锅炉压力容器检验研究院，产品监检中心，检验员，工程师，硕士1引言随着我国社会经济发展及城镇化进程加速，对能源的需求持续攀升，作为一种清洁能源，燃气已普及到城市工业及生活中的各个方面[1]。因新城区燃气管网的加速扩建和老城区的燃气管网的逐渐老化，燃气安全问题日益突出，城镇燃气管道多埋设于人口密集区域地下，其环境错综复杂，施工及检验检修难度高，燃气管网运维资源捉襟见肘，如何对管网进行安全分级并实施分级运维已成为目前燃气运营单位及相关管理部门追求的重点。如今，计算机技术、电子技术和网络技术的高速发展为各城市燃气公司的管网运营提供了极大的便利，燃气管网SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition，即监视控制和数据采集）[2]系统很好地实现了城镇燃气管网实时运行工况的集中监测和控制。通过对管网进行普查、检测和动态评级，结合SCADA系统对整个管网实施分级智慧运维，可大大提高运维效率、减少安全事故的发生，同时缩减运维成本。2城镇燃气管网集成式SCADA系统功能设计SCADA系统一般用于工业过程控制，用来完成现场数据的测试、采集、远传并实施反馈调节，并可储存记忆大量数据用于共享[3]。传统燃气管网SCADA系统仅实现输配管网简单的开关设备及参数的实时状态和数值的采集、传递至监控计算机，再由调度人员反馈相应指示通过通信信道传达现场，用以指导现场相关操作[4,5]。随着城镇燃气管网的日渐扩张对SCADA系统需求的提高以及计算机技术的发展，SCADA逐渐被要求提高数据处理能力及吸纳整合其他系统形成新的集成式系统。新的集成式SCADA系统是在原有的SCADA系统基础上，增强数据处理与模拟功能，整合巡检系统、视频监控系统及GIS地理信息系统，形成可视化可分析预警管理平台，实现管线巡检、第三方施工管控、隐患处理、用户安检及管网场站设备维护、维修、应急抢险等线上管控、线下作业的功能，其功能系统如图1所示。图1燃气管网集成式SCADA系统功能结构2.1视频子系统视频系统是集成式SCADA系统中的重要功能模块，视频源分为固定式和移动式两大类，固定式将视频监控应用于燃气管网关键节点或风险等级较高的部位，如燃气门站、调压站、用气大户等，对管网运行、调压系统、阀门状态、计量仪表等实时状况进行监测传输，实现图像采集和监测功能，能及时、直观地发现现场问题以便采取相应措施[6]；移动式源于施工、巡检、抢救等过程中工作人员的手持智能终端对重要情况的实时视频反馈，再由主管人员进行远程指挥一线人员操作。该系统可为实现施工管控、运维监管、燃气调度及管网安全提供有力的基础支撑。2.2GIS子系统GIS系统是集成式SCADA系统中的基础与核心，主要是应用计算机技术进行空间数据的采集、编辑、储存并进行空间的显示，该系统将数据库和图形系统进行有机结合，形成对管网信息的全方位记录和更新。通过及时更新与完善数据库和图形库，相关人员可以在很短的时间内了解城市范围内所有燃气管网的实时信息，如材质、规格、长度、使用年限，甚至是埋深及历次检验维修情况，同时还可以在相关同步界面上直观地看到管线的铺设状况，再根据GIS系统数据分析功能，可以了解到某个阀门对相关用户或管网的影响[7,8]。在GIS技术的支持下，结合北斗定位系统，在管网运行、管理、规划、施工、检验及事故抢修等工作中可以发挥重要的依托和指导作用，是城镇燃气管网智慧运维的重要组成部分。2.3巡检子系统巡检系统是集成式SCADA系统中的上层功能系统，该系统实为线上指挥、线下操作、同时相互更新的广义巡检系统，主要完成检验、维修、施工、抢救等业务过程的任务生成、指导、过程控制流转以及相关数据的采集更新和储存[9,10]。巡检系统设计过程中结构方式应采用开放式可互相兼容模块化，保证各种功能既独立又相互协调，可实现模块的合理规划和功能的合理裁剪。任务生成分日常巡检、施工规划和临时任务三大类，由调度中心结合人员信息、管网信息（包括管网路线、运行、安全风险情况等综合信